[發明專利]一種測試小試樣變溫電性能的輔助夾具

有效

• 申請號: 202010420648.X
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111596154B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張洪軍;李方喆;柯華;羅蕙佳代;曹璐;唐曉慧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12;G01R31/16;G01R29/22;G01R1/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種測試小試樣變溫電性能的輔助夾具，特別涉及一種材料電學性能測試用夾具。本發明的目的是要解決使用現有電學性能測試儀器配套夾具對厚度200μm以下的功能陶瓷試樣進行測試時容易導致試樣斷裂的問題。一種測試小試樣變溫電性能的輔助夾具由基座、上電極模塊、下電極模塊、接線模塊和加熱模塊組成。本發明的優點在于特別適合功能陶瓷小試樣的電學性能測試，本發明可用于輔助測量功能陶瓷的電學性能，尤其是基于平行板電容器方式進行測量的導電、介電、鐵電、壓電和耐壓性能；本發明的優點在于使用搖桿式上電極，其活動靈活，整體輕質，對試樣施加壓力小。本發明可獲得一種測試小試樣變溫電性能的輔助夾具。

技術領域

本發明涉及一種材料電學性能測試用夾具。

背景技術

特種陶瓷，尤其是功能陶瓷，因其特殊的電學、熱學與光學性質而被應用于眾多高精尖技術領域中，典型產品包括多層陶瓷電容器、熱電發電器件和飛行器透波天線罩等。檢測功能陶瓷在使役溫度如-190℃～200℃下的電學性能，如導電、介電、鐵電、壓電和耐壓性能，是了解材料性能，確定材料選用的重要依據。

功能陶瓷的耐壓等電學性能與其尺寸息息相關，高致密性、薄尺寸陶瓷的宏觀缺陷更少，耐壓能力較強；同時，隨著對電子器件高性能、小型化、集成化的需求不斷加大。開發超薄厚度0.2mm、超小尺寸1mm電學功能陶瓷及配套檢測工具成為當下科研攻關中的重要任務。

對基于平行板電容器方式測量電學性能的夾具而言，上、下電極的設計相當重要。上、下電極既要具有良好的導電性，又要固定試樣并與其緊密接觸。目前，國內外電學測試儀器電極的典型設計方案有三類：1、夾持式，如鱷魚夾、彈簧針或自重夾；2、探針式，如微動臺配合鎢鋼探針；3、焊接式，即直接在樣品電極上焊接導線。對于薄陶瓷試樣而言，由于其厚度小，強度低且陶瓷本征脆性大，無法使用探針式或焊接式電極，因此一般使用夾持式方案。目前，采取夾持式方案的幾種商用電學性能測試儀器中，上、下電極對試樣施加的壓力處于1-100N范圍內。當功能陶瓷試樣的厚度降低至200μm以下時，其強度大幅下降，采用上述方案測試該類小試樣時，容易破壞試樣。

發明內容

本發明的目的是要解決使用現有電學性能測試儀器配套夾具對厚度200μm以下的功能陶瓷試樣進行測試時容易導致試樣斷裂的問題，而提供一種測試小試樣變溫電性能的輔助夾具。

一種測試小試樣變溫電性能的輔助夾具由基座、上電極模塊、下電極模塊、接線模塊和加熱模塊組成；

所述的基座包括上蓋和底座，上蓋與底座為等徑的圓柱體，且材質均為絕緣體；

所述的底座上端設有圓環狀凸臺，上蓋的下端面開有與該圓環狀凸臺相配合的周向凹槽，圓環狀凸臺與周向凹槽構成密封結構；

所述的上電極模塊包括連桿固定座、探針連桿、探針固定環和探針，連桿固定座、探針連桿、探針固定環和探針的材質均為導體；所述的探針連桿的一端與連桿固定座連接，另一端上表面設有與探針固定環同軸的通孔，探針穿過探針連桿和探針固定環；

所述的下電極模塊包括底電極和底電極延長柱，底電極和底電極延長柱的材質均為導體；所述的底電極由上圓盤和下圓柱組成，截面為T型，下圓柱的側面開設有凹槽，底電極延長柱的一端設置在凹槽中，且與底電極螺紋連接；

所述的接線模塊為接線座，接線座為圓柱體，接線座上開設有軸向凹槽，接線座的材質為導體；

所述的加熱模塊為陶瓷加熱體，陶瓷加熱體為環狀陶瓷加熱體；

所述的上蓋下端面的周向凹槽側壁上開設有外側第一出線孔和外側第二出線孔，上蓋下端面的周向凹槽上方開設有扇形槽，用于容納固定座、探針連桿、探針固定環和探針；