[发明专利]薄膜热电材料热导率测试系统及方法

权利要求书

1.一种用于测试薄膜热电材料热导率的测试系统，其特征在于，由真空体系、测试卡具和控制及测试电路体系三部分构成，待测薄膜热电材料试样放置在测试卡具内，测试过程中测试卡具内部处于密闭的真空环境中；控制及测试电路体系用于调控流经加热块上的电流，实现薄膜热电材料测试过程热流量的控制以及测试数据的采集，并将测试数据传输至微型计算机，通过微型计算机实现对整个测试系统测试过程的控制、测试数据的处理以及测试数据和计算结果在计算机显示器上的实时显示，实现对薄膜热电材料热导率的精确测定。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试薄膜热电材料热导率的测试系统，其特征在于，所述真空体系由压力表(20)、接压力表三通(21)、热偶真空计(22)、接热偶真空计三通(23)、真空泵三通(24)、放气阀(25)、接放气阀三通(26)、手动真空阀(27)、真空泵接口(28)、真空泵(29)、三通密封盖(30)、密封卡箍(8)和密封胶圈(9)组成，启动真空泵(29)，打开手动真空阀(27)后，测试系统的测试卡具内逐渐形成真空环境，测试卡具内的真空环境可以最大限度地减少因待测试样的测试表面以及加热块表面的热辐射造成的热量损失。

3.根据权利要求1所述的一种用于测试薄膜热电材料热导率的测试系统，其特征在于，所述测试卡具由试样支撑架外罩(1)、试样支撑架(2)、试样支撑架连接端口(3)、第一测温热电偶(5)、第二测温热电偶(6)、加热块(7)、密封卡箍(8)、密封胶圈(9)、连接管(10)、接外引线三通(11)、外引线接口(12)组成，试样支撑架(1)的内部形成放置待测试样的样品室；待测试样(4)放置在位于试样支撑架(2)上的试样底座(32)之上，试样底座(32)通过试样底座固定螺钉(34)固定在试样支撑架(2)之上；加热块(7)放置于加热块底座(31)上，可通过加热块底座固定螺钉(33)固定加热块底座(31)的位置，以保证加热块(7)与待测试样(4)的传热端面紧密接触；调整热电偶底座(35)的位置，旋紧热电偶底座固定螺钉(36)以保证第一测温热电偶(5)和第二测温热电偶(6)与待测试样(4)的测试面紧密接触；第一测温热电偶(5)测得待测试样(4)测试面上该热电偶所处位置处(测温点)的温度，第二测温热电偶(6)测得得待测试样(4)测试面上该热电偶所处位置处(测温点)的温度；当通过控制及测试电路体系调节流经加热块(7)上的电流使其释放热量，在高真空环境中，短时间内电流流经加热块(7)产生的热量几乎全部通过待测试样(4)的传热端面沿薄膜热电材料的长度方向传导并在长度方向上建立起温度梯度，通过位于热电偶底座(35)两端的第一测温热电偶(5)和第二测温热电偶(6)，分别测得待测试样(4)测试面上这二个热电偶所处位置处(测温点)的温度。

4.根据权利要求2或者3所述的一种用于测试薄膜热电材料热导率的测试系统，其特征在于，接外接引线三通(11)通过密封卡箍(8)与接压力表三通(21)相连接；接压力表三通上的压力表(20)用于显示测试体系内部的压力。接热偶真空计三通(23)通过密封卡箍(8)与接压力表三通(21)相连接，其上安装的热偶真空计(22)用于显示带真空体系测试卡具内部的真空度。接真空泵三通(24)通过密封卡箍(8)与接热偶真空计三通(23)相连接，其上安装的手动真空阀(27)用于调节测试体系内部的真空度，通过密封卡箍(8)将手动真空阀(27)与真空泵接口(28)相连，真空泵接口(28)通过外接管线与真空泵(29)连接；接放气阀三通(26)通过密封卡箍(8)与接真空泵三通(24)相连接，其上安装的放气阀(25)用于调节测试系统内部的压力。