一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置。四探針法測定粉末材料電導(dǎo)率時，對樣品的數(shù)量要求比較大，限制了該方法的廣泛應(yīng)用。本實用新型的目的提供一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，使用粉末材料少。本實用新型提供一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，包括模體和充當(dāng)電流電極端子的2個螺紋堵頭，模體中設(shè)置模腔，模體包括上模具套，中模具套和下模具套，模腔中設(shè)置與中模具套上下表面平齊用于檢測的樣品；上模具套的下表面和下模具套的上表面均設(shè)置一條用于容納電壓電極導(dǎo)線的狹縫；螺紋堵頭與樣品之間設(shè)置不銹鋼墊片；螺紋堵頭上設(shè)置接線柱。本實用新型易于操作，可應(yīng)用四電極法測定具有任何團聚性能的粉末樣品的電導(dǎo)率。
【專利說明】—種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于材料性能測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代科研中，很多研究者的研究范疇里都涉及到固體粉末或纖維的導(dǎo)電性能檢測。在實驗中常用的方法是將粉末制備成溶液或者懸濁液，利用現(xiàn)有的電導(dǎo)儀進(jìn)行測量。這樣測量有兩個問題，首先是精確度不高，因為這種方法的結(jié)果很大程度上取決于溶劑導(dǎo)電性是否良好，粉末的溶解性以及其在溶液中的濃度是否能夠在溶劑中形成自身的電子傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)會影響溶劑的導(dǎo)電性，從而影響檢測的結(jié)果；其次是不具有普適性，因為這種方法用來測量纖維等完全不可溶又無法形成懸濁液的研究對象時就會遇到麻煩，如果加入表面活性劑制備成懸濁液，則需排除表面活性劑對整體導(dǎo)電性的影響，如果不加入，液體與固體出現(xiàn)分層，電導(dǎo)儀測量的只是液體的導(dǎo)電性；最后是樣品回收困難，在與液體甚至表面活性劑混合后，需要進(jìn)行大量的工作以除去粉末上附著的液體及助劑殘留。
[0003]除了利用溶液測量的辦法，還有一種是利用壓片機或者類似的裝置將大量粉末壓成薄片，隨后利用四探針法或直接通過特制裝置進(jìn)行測量，這種測量方法對測量樣品的數(shù)量要求比較大，對于一些造價比較高的粉末，無法一次提供大量試樣的樣品，不適于采用此方法，并且由于一些待測粉末的團聚性能較差，所壓制的樣品機械性能差，易于破碎，難于得到形狀規(guī)整、具有一定強度的圓片，限制了這種方法的廣泛應(yīng)用。因此，為了精確測定粉末材料的電導(dǎo)率，對測定粉末材料電導(dǎo)率的裝置進(jìn)行全方位的設(shè)計與改進(jìn)是必要與迫切的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，測定時使用粉末材料少，可應(yīng)用交流或直流四電極法精確測定任何粉末材料的電導(dǎo)率。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，其特殊之處在于:包括模體和充當(dāng)電流電極端子的2個螺紋堵頭，模體中設(shè)置模腔，所述模體從上至下依次包括上模具套，中模具套和下模具套，上模具套和下模具套設(shè)置內(nèi)螺紋，模腔中設(shè)置用于檢測的樣品，樣品與中模具套上下表面平齊；上模具套的下表面和下模具套的上表面均設(shè)置一條用于容納電壓電極導(dǎo)線的狹縫；螺紋堵頭與樣品之間設(shè)置不銹鋼墊片；所述螺紋堵頭上設(shè)置接線柱。
[0007]進(jìn)一步，所述上模具套的上表面和下模具套的下表面上均開設(shè)沉孔，上模具套和下模具套通過沉頭螺絲與中模具套固定連接。
[0008]進(jìn)一步，所述模體的橫截面為開有圓孔的正方形。
[0009]進(jìn)一步，所述狹縫的寬度和深度為0.1-0.2mm。[0010]進(jìn)一步，所述電壓電極導(dǎo)線為鎳絲、鉬絲、銅絲或鋁絲，電壓電極導(dǎo)線的外層為絕 緣層，電壓電極導(dǎo)線的一端裸露0.1mm長度以下作為電極端，電壓電極導(dǎo)線的直徑與狹縫 的大小相匹配。
[0011]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，檢測成本低，可檢測樣品的種類寬泛，且測出的 電導(dǎo)率結(jié)果準(zhǔn)確率高。本裝置在進(jìn)行測定粉末材料的電導(dǎo)率時，待測粉末材料使用少，只需 壓一個樣品薄片，薄片的兩側(cè)盛放少許粉末材料并進(jìn)行固定，可避免利用四電極測定電導(dǎo) 率時需壓三個薄片而出現(xiàn)樣品不足的情形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型上模具套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本實用新型下模具套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為本實用新型中模具套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中，1-螺紋堵頭、2-樣品、3-上模具套、4-中模具套、5-下模具套、6-沉頭螺絲、 7-不銹鋼墊片、8-接線柱、9-電壓電極導(dǎo)線。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]參見圖1至圖4，一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，包括模體和充當(dāng)電流電極端子的 2個螺紋堵頭1，模體的橫截面為開有圓孔的正方形，模體的正方形設(shè)計有利于測試裝置的 放置及電流、電壓端子連接和穩(wěn)定。模體中設(shè)置模腔，模體從上至下依次包括上模具套3，中 模具套4和下模具套5，上模具套3和下模具套5設(shè)置內(nèi)螺紋，模腔中設(shè)置用于檢測的樣品 2，樣品2與中模具套4上下表面平齊；上模具套3的下表面和下模具套5的上表面均設(shè)置 一條用于容納電壓電極導(dǎo)線9的狹縫，狹縫的寬度和深度為0.1-0.2mm ;螺紋堵頭I與樣品 2之間設(shè)置不銹鋼墊片7 ;螺紋堵頭I上設(shè)置接線柱8。上模具套3的上表面和下模具套5 的下表面上均開設(shè)4個沉孔，4個沉孔的連線成正方形，上模具套3的沉孔開設(shè)于上模具套 3上表面的內(nèi)邊緣，下模具套5的沉孔開設(shè)于下表面的外邊緣，上模具套3和下模具套5通 過沉頭螺絲6與中模具套4固定連接，中模具套6的上、下表面設(shè)置用于與上、下模具套的 沉頭螺絲連接匹配的孔。
[0019]電壓電極導(dǎo)線9為直徑0.1-0.2mm的鎳絲、鉬絲、銅絲或鋁絲，電壓電極導(dǎo)線9的 外層為絕緣層，電壓電極導(dǎo)線9的一端裸露0.1mm長度以下作為電極端，電壓電極導(dǎo)線9的 直徑與狹縫的大小相匹配。
[0020]本實用新型的測定裝置在使用時，首先壓制厚度與中模具套高度相等或略厚的樣 品圓片，經(jīng)過壓制的圓片放置于模腔中，用刀片切割或砂紙打磨制出與中模具套4上下表 面平齊的樣品面，將0.1-0.2mm的電壓電極導(dǎo)線9分別鑲嵌在電導(dǎo)率測定裝置的上模具套 3和下模具套5的狹縫中，調(diào)節(jié)電極端處于測試樣品2的中心位置，使上模具套3、下模具套 5與中模具套4四周對齊，緊固用于固定的沉頭螺絲6，按照圖1所示，將上模具套3和下模 具套5通過沉頭螺絲6與中模具套4固定連接。取待測粉末少許均勻裝填在中模具套4的 上下模具套內(nèi)，以引入輸入、輸出電流，調(diào)節(jié)裝填量保證樣品表面高于電壓電極0.1-0.2mm,裝上不銹鋼墊片7，緊固上下兩個螺紋堵頭1，設(shè)置的不銹鋼墊片7用以遲滯和緩沖螺紋堵頭轉(zhuǎn)動時對樣品施加的旋轉(zhuǎn)力。
[0021]電壓電極材料可選用直徑0.1-0.2mm的鎳絲、鉬絲、銅絲、鋁絲，以柔軟、剛性低，電導(dǎo)率高的金屬絲為佳。金屬絲表面需涂布一層均勻的絕緣層，一個方案是選用市場可購買的漆包銅線、漆包鋁線，另一個方案是采用聚酯、聚氨酯、聚酯亞胺、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇等樹脂包覆裸金屬線，經(jīng)揮發(fā)干燥、加熱固化后使用。這一方案適于耐腐蝕性好的鉬絲、金絲、鎳絲等，可根據(jù)待測粉末的化學(xué)穩(wěn)定性、測試溫度等選用。
[0022]電壓電極按下列步驟制備:
[0023]取一根直徑0.1-0.2mm的絕緣金屬線用刀片刮去表面四周的絕緣層，使一端露出長度在0.1mm以下，作為電極端使用。由于電壓電極端要求與樣品圓片的接觸面積盡可能地小，因此刮去四周絕緣層后，可在顯微鏡下切除多余的裸線部分來制作電壓電極。作為電位輸出部分的另一端，裸線部分可適當(dāng)加長以利于與電化學(xué)工作站等電位采集及阻抗分析儀器的連接。
[0024]本實用新型中的模體由絕緣材料構(gòu)成。視樣品電導(dǎo)率的測試溫度可采用不同的絕緣材料，當(dāng)測試溫度低于100°c時，可采用亞克力有機玻璃、耐溫聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)塑料等加工；當(dāng)測試溫度高達(dá)260°C時，可采用聚四氟乙烯加工；當(dāng)測試溫度高達(dá)500°C時，可采用耐高溫酚醛樹脂電木加工。
[0025]本實用新型裝置中的其他部分可用高強度、高品質(zhì)的不銹鋼或合金等金屬材料加工制造。
[0026]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，檢測成本低，可檢測樣品的種類寬泛，且測出的電導(dǎo)率結(jié)果準(zhǔn)確率高。本裝置在進(jìn)行測定粉末材料的電導(dǎo)率時，待測粉末材料使用少，只需壓一個樣品薄片，薄片的兩側(cè)盛放少許粉末材料并進(jìn)行固定，可避免利用四電極測定電導(dǎo)率時需壓三個薄片而出現(xiàn)樣品不足的情形。
[0027]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，其特征在于:包括模體和充當(dāng)電流電極端子的2個 螺紋堵頭(I)，模體中設(shè)置模腔，所述模體從上至下依次包括上模具套(3)，中模具套(4)和 下模具套(5)，上模具套(3)和下模具套(5)設(shè)置內(nèi)螺紋，模腔中設(shè)置用于檢測的樣品(2)， 樣品(2)與中模具套(4)上下表面平齊；上模具套(3)的下表面和下模具套(5)的上表面 均設(shè)置一條用于容納電壓電極導(dǎo)線(9)的狹縫；螺紋堵頭(I)與樣品(2)之間設(shè)置不銹鋼 墊片(7);所述螺紋堵頭(I)上設(shè)置接線柱(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，其特征在于:所述上模具套(3)的上表面和下模具套(5)的下表面上均開設(shè)沉孔，上模具套(3)和下模具套(5)通過沉 頭螺絲(6)與中模具套(4)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，其特征在于:所述模體的橫 截面為開有圓孔的正方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，其特征在于:所述狹縫的寬 度和深度為0.1-0.2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粉末材料電導(dǎo)率測定裝置，其特征在于:所述電壓電極 導(dǎo)線(9)為鎳絲、鉬絲、銅絲或鋁絲，電壓電極導(dǎo)線(9)的外層為絕緣層，電壓電極導(dǎo)線(9) 的一端裸露0.1mm長度以下作為電極端，電壓電極導(dǎo)線(9)的直徑與狹縫(9)的大小相匹 配。
【文檔編號】G01R27/02GK203455411SQ201320588384
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】馬樹華, 高明亮, 徐鵬遠(yuǎn) 申請人:濟南大學(xué)