[發明專利]薄膜熱電材料熱導率測試系統及方法

有效

• 申請號: 201210039803.9
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102590274A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王為;冀宇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

1.一種用于測試薄膜熱電材料熱導率的測試系統，其特征在于，由真空體系、測試卡具和控制及測試電路體系三部分構成，待測薄膜熱電材料試樣放置在測試卡具內，測試過程中測試卡具內部處于密閉的真空環境中；控制及測試電路體系用于調控流經加熱塊上的電流，實現薄膜熱電材料測試過程熱流量的控制以及測試數據的采集，并將測試數據傳輸至微型計算機，通過微型計算機實現對整個測試系統測試過程的控制、測試數據的處理以及測試數據和計算結果在計算機顯示器上的實時顯示，實現對薄膜熱電材料熱導率的精確測定。

2.根據權利要求1所述的一種用于測試薄膜熱電材料熱導率的測試系統，其特征在于，所述真空體系由壓力表(20)、接壓力表三通(21)、熱偶真空計(22)、接熱偶真空計三通(23)、真空泵三通(24)、放氣閥(25)、接放氣閥三通(26)、手動真空閥(27)、真空泵接口(28)、真空泵(29)、三通密封蓋(30)、密封卡箍(8)和密封膠圈(9)組成，啟動真空泵(29)，打開手動真空閥(27)后，測試系統的測試卡具內逐漸形成真空環境，測試卡具內的真空環境可以最大限度地減少因待測試樣的測試表面以及加熱塊表面的熱輻射造成的熱量損失。

3.根據權利要求1所述的一種用于測試薄膜熱電材料熱導率的測試系統，其特征在于，所述測試卡具由試樣支撐架外罩(1)、試樣支撐架(2)、試樣支撐架連接端口(3)、第一測溫熱電偶(5)、第二測溫熱電偶(6)、加熱塊(7)、密封卡箍(8)、密封膠圈(9)、連接管(10)、接外引線三通(11)、外引線接口(12)組成，試樣支撐架(1)的內部形成放置待測試樣的樣品室；待測試樣(4)放置在位于試樣支撐架(2)上的試樣底座(32)之上，試樣底座(32)通過試樣底座固定螺釘(34)固定在試樣支撐架(2)之上；加熱塊(7)放置于加熱塊底座(31)上，可通過加熱塊底座固定螺釘(33)固定加熱塊底座(31)的位置，以保證加熱塊(7)與待測試樣(4)的傳熱端面緊密接觸；調整熱電偶底座(35)的位置，旋緊熱電偶底座固定螺釘(36)以保證第一測溫熱電偶(5)和第二測溫熱電偶(6)與待測試樣(4)的測試面緊密接觸；第一測溫熱電偶(5)測得待測試樣(4)測試面上該熱電偶所處位置處(測溫點)的溫度，第二測溫熱電偶(6)測得得待測試樣(4)測試面上該熱電偶所處位置處(測溫點)的溫度；當通過控制及測試電路體系調節流經加熱塊(7)上的電流使其釋放熱量，在高真空環境中，短時間內電流流經加熱塊(7)產生的熱量幾乎全部通過待測試樣(4)的傳熱端面沿薄膜熱電材料的長度方向傳導并在長度方向上建立起溫度梯度，通過位于熱電偶底座(35)兩端的第一測溫熱電偶(5)和第二測溫熱電偶(6)，分別測得待測試樣(4)測試面上這二個熱電偶所處位置處(測溫點)的溫度。

4.根據權利要求2或者3所述的一種用于測試薄膜熱電材料熱導率的測試系統，其特征在于，接外接引線三通(11)通過密封卡箍(8)與接壓力表三通(21)相連接；接壓力表三通上的壓力表(20)用于顯示測試體系內部的壓力。接熱偶真空計三通(23)通過密封卡箍(8)與接壓力表三通(21)相連接，其上安裝的熱偶真空計(22)用于顯示帶真空體系測試卡具內部的真空度。接真空泵三通(24)通過密封卡箍(8)與接熱偶真空計三通(23)相連接，其上安裝的手動真空閥(27)用于調節測試體系內部的真空度，通過密封卡箍(8)將手動真空閥(27)與真空泵接口(28)相連，真空泵接口(28)通過外接管線與真空泵(29)連接；接放氣閥三通(26)通過密封卡箍(8)與接真空泵三通(24)相連接，其上安裝的放氣閥(25)用于調節測試系統內部的壓力。