專利名稱：一種用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試領(lǐng)域，特別涉及一種用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)轉(zhuǎn)化膜又稱金屬轉(zhuǎn)化膜，它是金屬表層原子與介質(zhì)中的陰離子相互反應(yīng)，在金屬表面生成的附著力良好的隔離層。按基體材料分類，可分為鋁材轉(zhuǎn)化膜、鋅材轉(zhuǎn)化膜、 鋼材轉(zhuǎn)化膜、銅材轉(zhuǎn)化膜、鎂材轉(zhuǎn)化膜等。關(guān)于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻的測試，目前是按照美國“MIL-DTL-81706B”中的設(shè)備和方法進(jìn)行測試，存在以下不足1、由于測試設(shè)備使用千斤頂提升下電極使位于下電極上的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜試片與上電極接觸并施壓，在化學(xué)轉(zhuǎn)化膜試片與上電極接觸與施壓過程中，試片與上電極之間會產(chǎn)生微小位移，致使化學(xué)轉(zhuǎn)化膜試片的測量面受到摩擦力而破壞了原始狀態(tài)，而化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是否完好直接影響測試電阻值的可靠性；2、上電極的安裝與定位方式嚴(yán)重影響化學(xué)轉(zhuǎn)化膜試片接觸電阻測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。3、測試設(shè)備的壓力傳輸系統(tǒng)精度不易控制，造成所施加壓力的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備和方法，以提高化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的準(zhǔn)確性和簡化設(shè)備的加工制作。本發(fā)明的技術(shù)方案使用現(xiàn)有電子拉力機，自行設(shè)計上電極、下電極及用于安裝上電極的上夾具和用于安裝下電極的下夾具，并配置數(shù)字微歐計顯示測量值。本發(fā)明所述用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備，包括電子拉力機、上測頭和下測頭；上測頭由上電極和上夾具組成，所述上電極為柱狀體，其上端面為球面，其下端面為平面，所述上夾具由與電子拉力機主機的移動頭連接的連接段和上電極安裝段組成，其制作材料為導(dǎo)電材料，其上電極安裝段端面中心部位設(shè)置有用于插裝上電極的凹槽，該凹槽的槽底為平面，內(nèi)腔形狀與上電極相同，內(nèi)腔尺寸與上電極為動配合，上電極插裝在上夾具的凹槽內(nèi)并與上夾具鉸連，其球面狀上端面與凹槽的底面接觸；下測頭由下電極和下夾具組成，所述下電極為柱狀體，其上端面和下端面均為平面且面積大于上電極下端面的面積， 所述下夾具由與電子拉力機主機的底座組合的連接段和下電極安裝段組成，其制作材料為絕緣材料，下電極固定在下夾具的下電極安裝段端面中心部位；在化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試時，上測頭通過其上夾具的連接段安裝在電子拉力機主機的移動頭上，下測頭通過其下夾具的連接段安裝在電子拉力機主機的底座上。本發(fā)明所述用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備，其上電極和下電極形狀相同， 均為圓柱體或三棱柱體或四棱柱體，優(yōu)選銅或鍍銀銅制作；其上夾具優(yōu)選高炭鋼或合金鋼制作，其下夾具優(yōu)選電工膠木或工程塑料制作。本發(fā)明所述化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻的測試方法，使用上述測試設(shè)備，并配置數(shù)字微歐計，測試操作步驟如下(1)預(yù)熱數(shù)字微歐計，啟動電子拉力機，設(shè)定電子拉力機的工作模式和控制參數(shù)， 安裝上測頭和下測頭；(2)在化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片上設(shè)置至少三個測試點，將化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片放置在下電極的上端面并使第一個測試點位于測試位置，操作電子拉力機使其移動頭帶著上測頭向下運動至上測頭中的上電極下端面與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片接觸；(3)將數(shù)字微歐計電壓輸入端的正極通過導(dǎo)線與上電極連接，將數(shù)字微歐計電壓輸入端的負(fù)極通過導(dǎo)線與下電極連接，將數(shù)字微歐計電流輸入端的正極通過導(dǎo)線與上夾具連接，將數(shù)字微歐計電流輸入端的負(fù)極通過導(dǎo)線與下電極連接；(4)操作電子拉力機對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的第一個測試點加載施壓，當(dāng)所施加的壓力穩(wěn)定在測試所要求的壓力時，讀取數(shù)字微歐計上的電阻顯示值并予以記錄，記錄完畢使電子拉力機卸載，即完成第一個測試點接觸電阻的測試；(5)電子拉力機卸載后，移動化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片使第二個測試點至測試位置并按照步驟(4)進(jìn)行操作，即完成第二個測試點接觸電阻的測試；(6)按照步驟(5)對其余的各測試點進(jìn)行測試，當(dāng)所有測試點完成測試后，將所測試的各測試點的接觸電阻值相加并除以測試點的數(shù)量，所得接觸電阻的平均值即為被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的接觸電阻。在所有測試點完成測試后，斷開數(shù)字微歐計與上電極、下電極和上夾具的連接，關(guān)閉數(shù)字微歐計電源，升起電子拉力機移動頭，取下上測頭和下測頭，關(guān)閉電子拉力機電源。本發(fā)明所述化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻的測試方法，其所設(shè)定的電子拉力機工作模式為壓縮，所設(shè)定的電子拉力機控制參數(shù)為測試所要求的壓力，上測頭的運動速率。測試所要求壓力的確定規(guī)則是在測試過程中，不破壞化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片且能使上電極測量面和下電極測量面與所述試片緊密接觸，對于不同基體材料的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，可在上述規(guī)則的指導(dǎo)下通過試驗確定；上測頭運動速率的確定規(guī)則是上測頭平穩(wěn)下降且在與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片接觸時不會造成所述試片表面的損傷，可在上述規(guī)則的指導(dǎo)下通過試驗確定。本發(fā)明具有以下有益效果1、試驗表明，使用本發(fā)明所述測試設(shè)備和測試方法，能很好地避免被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的損壞，提高接觸電阻測試值的準(zhǔn)確性，其原因在于整個測試過程中，被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，不會受到摩擦力的作用。2、使用本發(fā)明所述測試設(shè)備，可根據(jù)設(shè)定的壓力值閉環(huán)式全自動施加壓力，因而測量電極(上電極和下電極)與被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的接觸壓力不受傳輸過程的影響，有利于提高測試的準(zhǔn)確性和精度。3、本發(fā)明所述測試設(shè)備在電極、夾具的設(shè)計方面充分考慮了被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜測量面的受力均勻性，使標(biāo)準(zhǔn)測量面積更加真實，所測試的數(shù)據(jù)精確可靠。4、本發(fā)明所述設(shè)備的主機采用現(xiàn)有拉力試驗機，只需對上電極、下電極、上夾具和下夾具進(jìn)行設(shè)計和加工制作，因而簡化了設(shè)備的加工制作。5、本發(fā)明所述測試設(shè)備和測試方法可對各種金屬材料化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的接觸電阻進(jìn)行測試。


圖1是本發(fā)明所述用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備的示意圖，該圖還描述了設(shè)備在測試狀態(tài)時，被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的放置及數(shù)字微歐計與上電極、下電極和上夾具的連接關(guān)系；圖2是上夾具的一種示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是上電極的一種示意圖；圖5是圖4的俯視圖；圖6是下電極、下夾具的一種組合示意圖，該圖同時描述了下電極、下夾具的結(jié)構(gòu)；圖7是圖6的俯視圖；圖8是一種化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的示意圖。圖中，1-電子拉力機，2-上夾具連接段、2-2 上電極安裝段、2-3 凹槽)， 3-上電極，4-下電極，5-下夾具(5-1 連接段、5-2 下電極安裝段)，6-數(shù)字微歐計，7-化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明所述用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備與方法作進(jìn)一步說明。實施例1本實施例中，用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備如圖1所示，包括電子拉力機 1、上測頭和下測頭。電子拉力機1為微機控制電子萬能試驗機(型號WDW-100，上海龍華公司生產(chǎn))，上測頭由上電極3和上夾具2組成，下測頭由下電極4和下夾具5組成。上電極3的形狀如圖4、圖5所示，為圓柱體，其上端面為球面，其下端面為平面，邊緣做倒角處理，尺寸為Φ30毫米X30毫米，由黃銅棒加工制成。上夾具2如圖2、圖3所示，由連接段2-1和上電極安裝段2-2組成，其制作材料為高炭鋼，所述連接段2-1為圓柱形，尺寸與電子拉力機主機的移動頭上的安裝孔相匹配，所述上電極安裝段端面中心部位設(shè)置有用于插裝上電極的凹槽2-3，該凹槽的為圓形槽，槽徑與上電極的直徑相同且為動配合，槽底為平面，上電極3插裝在上夾具2的凹槽內(nèi)并與上夾具鉸連，其球面狀上端面與凹槽的底面接觸。下電極4如圖6、圖7所示，為圓柱體，其上端面和下端面均為平面，尺寸為Φ 50毫米X 30毫米，由黃銅棒加工制成，其上端面(電極測量面)的邊緣做倒角處理。下夾具5 如圖6、圖7所示，由連接段5-1和下電極安裝段5-2組成，制作材料為電工膠木，所述電極安裝段5-2的端面中心部位設(shè)置有下電極安裝槽，下電極4固定在該安裝槽中，與下夾具組合成一體。當(dāng)用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備處于測試狀態(tài)時，上測頭通過其上夾具的連接段2-1安裝在電子拉力機主機的移動頭上，下測頭通過其下夾具的連接段5-1安裝在電子拉力機主機的底座上，如圖1所示。
實施例2本實施例測量鋁材轉(zhuǎn)化膜的接觸電阻，鋁材轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的形狀如圖8所示，設(shè)置了十個測試點。本實施例使用實施例1所述的設(shè)備，并配置數(shù)字微歐計(型號PC9A， 上海福祿克公司生產(chǎn))，測試操作步驟如下(1)將數(shù)字微歐計6預(yù)熱五分鐘，啟動電子拉力機1，設(shè)定電子拉力機的工作模式為壓縮，設(shè)定測試所要求的壓力為200psi，上測頭的運動速率為0. 5mm/分鐘，然后安裝上測頭和下測頭；(2)將化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片7放置在下電極4的上端面并使第一個測試點位于測試位置，操作電子拉力機使其移動頭帶著上測頭向下運動至上測頭中的上電極3下端面與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片接觸；(3)將數(shù)字微歐計6電壓輸入端的正極通過導(dǎo)線與上電極3連接，將數(shù)字微歐計6 電壓輸入端的負(fù)極通過導(dǎo)線與下電極4連接，將數(shù)字微歐計6電流輸入端的正極通過導(dǎo)線與上夾具2連接，將數(shù)字微歐計6電流輸入端的負(fù)極通過導(dǎo)線與下電極4連接；(4)操作電子拉力機對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的第一個測試點加載施壓，當(dāng)所施加的壓力穩(wěn)定在200psi時，讀取數(shù)字微歐計上的電阻顯示值并予以記錄，記錄完畢使電子拉力機卸載，即完成第一個測試點接觸電阻的測試；(5)電子拉力機卸載后，移動化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片使第二個測試點至測試位置并按照步驟(4)進(jìn)行操作，即完成第二個測試點接觸電阻的測試；(6)按照步驟( 對其余的各測試點進(jìn)行測試，當(dāng)十個測試點均完成測試后，將所測試的十個測試點的接觸電阻值相加并除以十(測試點的數(shù)量)，所得接觸電阻的平均值即為被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的接觸電阻。在十個測試點均完成測試后，斷開數(shù)字微歐計與上電極、下電極和上夾具的連接， 關(guān)閉數(shù)字微歐計電源，升起電子拉力機移動頭，取下上測頭和下測頭，關(guān)閉電子拉力機電源。
權(quán)利要求
1.一種用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備，其特征在于包括電子拉力機(1)、上測頭和下測頭；上測頭由上電極C3)和上夾具( 組成，所述上電極C3)為柱狀體，其上端面為球面， 其下端面為平面，所述上夾具O)由與電子拉力機主機的移動頭連接的連接段(2-1)和上電極安裝段(2- 組成，其制作材料為導(dǎo)電材料，其上電極安裝段端面中心部位設(shè)置有用于插裝上電極的凹槽0-3)，該凹槽的槽底為平面，內(nèi)腔形狀與上電極相同，內(nèi)腔尺寸與上電極為動配合，上電極C3)插裝在上夾具( 的凹槽內(nèi)并與上夾具鉸連，其球面狀上端面與凹槽的底面接觸；下測頭由下電極(4)和下夾具( 組成，所述下電極(4)為柱狀體，其上端面和下端面均為平面且面積大于上電極C3)下端面的面積，所述下夾具(5)由與電子拉力機主機的底座組合的連接段(5-1)和下電極安裝段(5- 組成，其制作材料為絕緣材料，下電極(4)固定在下夾具的下電極安裝段(5- 端面中心部位；在化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試時，上測頭通過其上夾具的連接段安裝在電子拉力機主機的移動頭上，下測頭通過其下夾具的連接段(5-1)安裝在電子拉力機主機的底座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備，其特征在于上電極 (3)和下電極⑷的形狀相同，均為圓柱體或三棱柱體或四棱柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備，其特征在于上電極⑶和下電極⑷由銅或鍍銀銅制作。
4.一種化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻的測試方法，其特征在于使用權(quán)利要求1所述的設(shè)備，并配置數(shù)字微歐計(6)，測試操作步驟如下(1)預(yù)熱數(shù)字微歐計(6)，啟動電子拉力機(1)，設(shè)定電子拉力機的工作模式和控制參數(shù)，安裝上測頭和下測頭；(2)在化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片(7)上設(shè)置至少三個測試點，將化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片(7)放置在下電極的上端面并使第一個測試點位于測試位置，操作電子拉力機使其移動頭帶著上測頭向下運動至上測頭中的上電極C3)下端面與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片接觸；(3)將數(shù)字微歐計(6)電壓輸入端的正極通過導(dǎo)線與上電極C3)連接，將數(shù)字微歐計 (6)電壓輸入端的負(fù)極通過導(dǎo)線與下電極(4)連接，將數(shù)字微歐計(6)電流輸入端的正極通過導(dǎo)線與上夾具( 連接，將數(shù)字微歐計(6)電流輸入端的負(fù)極通過導(dǎo)線與下電極(4)連接；(4)操作電子拉力機對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的第一個測試點加載施壓，當(dāng)所施加的壓力穩(wěn)定在測試所要求的壓力時，讀取數(shù)字微歐計上的電阻顯示值并予以記錄，記錄完畢使電子拉力機卸載，即完成第一個測試點接觸電阻的測試；(5)電子拉力機卸載后，移動化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片使第二個測試點至測試位置并按照步驟(4)進(jìn)行操作，即完成第二個測試點接觸電阻的測試；(6)按照步驟(5)對其余的各測試點進(jìn)行測試，當(dāng)所有測試點完成測試后，將所測試的各測試點的接觸電阻值相加并除以測試點的數(shù)量，所得接觸電阻的平均值即為被測化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的接觸電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻的測試方法，其特征在于所設(shè)定的電子拉力機工作模式為壓縮，所設(shè)定的電子拉力機控制參數(shù)為測試所要求的壓力，上測頭的運動速率。
全文摘要
一種用于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻測試的設(shè)備，包括電子拉力機、上測頭和下測頭，上測頭由上電極和上夾具組成，下測頭由下電極和下夾具組成。一種化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻的測試方法，使用上述設(shè)備，并配置數(shù)字微歐計，操作如下預(yù)熱數(shù)字微歐計，啟動電子拉力機，并設(shè)定工作模式和控制參數(shù)，安裝上測頭和下測頭；將化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片放置在下電極的上端面，操作電子拉力機使其移動頭帶著上測頭向下運動至上電極下端面與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片接觸；將數(shù)字微歐計與上電極、下電極和上夾具連接；操作電子拉力機對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜接觸電阻試片的各測試點加載施壓，當(dāng)所施加的壓力穩(wěn)定在測試所要求的壓力時，讀取數(shù)字微歐計上的電阻顯示值并予以記錄。
文檔編號G01R27/02GK102305894SQ20111024797
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者何恒, 劉建, 劉曉燕, 遲玉成 申請人:四川成發(fā)航空科技股份有限公司