[发明专利]一种高温测试夹具

说明书

技术领域

本发明属于材料性能测试技术领域，具体涉及一种适用于在高温下测试材料电学性能的夹具。

背景技术

利用耐高温的压电材料制作的传感器广泛应用在高温(400℃～1600℃)环境下测试被测试系统的一系列原位工作数据。由于这些数据都是在原位获得的第一手数据，所以对整个系统的工作状态有更加全面、可靠、准确的掌握。例如用硅酸镓镧晶体(Langasite)制作的高温压力传感器，可用于航天器、航空飞行器和汽车等的引擎中监控发动机气缸的内部压力。实时监测发动机的气缸压力，可以提供发动机重要的工作状态参数。这些参数不仅可以用来分析发动机正常工作与否，还可以检测发动机气缸燃烧情况。通过分析传感器收集的数据，可以延长发动机的寿命，提高气缸中燃料的燃烧效率。因此，开发这类传感器对于国计民生等领域都是非常重要的。目前，此类型的传感器在国外已经用于航天器、航空飞行器和汽车的发动机中，并大量用于发动机的研究中。

然而，一般材料在高温下的性能和在常温下的性能是存在差异的，换句话说就是材料的性能随着温度的变化也存在着变化。例如，有些材料在常温下是绝缘体，在高温下可能就变成了导体。所以，为了高温材料能在高温环境下应用就必需先测定此类材料在高温下的性能，即测定此类材料的某项性能随温度的变化关系，特别是高温(400℃～1600℃)下随温度的变化关系。

传统的材料性能测试是常规的测试，一般都在较低的温度(<400℃)下测的。为了能在高温下测试材料的性能，则必需引进能在高温下工作的测试系统。而在这个测试系统中，测试仪器都是现有的，缺少了能在高温下放置样品的夹具。在国外虽然有文献报道了测试材料高温性能，但是并没有介绍相应夹具的相关情况。而在国内，高温领域应用刚刚起步，鲜有高温性能测试的介绍，这和没有相应的能在高温下测试材料性能的夹具直接相关。

在测试材料高温性能时通常需要经过升温—测试—降温的过程，升降温时间往往占测试时间的80％以上，使得测试效率低下。因此，该领域迫切需要一种能够提高测试效率的夹具。

发明内容

本发明旨在克服现有高温测试材料电学性能用夹具的不足，本发明提供了一种适用于在高温下测试材料电学性能的夹具。

本发明提供了一种适用于在高温下测试材料电学性能的夹具，所述夹具包括：

至少三个平行设置的贵金属电极，相邻的两个贵金属电极用于夹持待测样品；

一端与所述贵金属电极连接的贵金属导线，所述贵金属导线另一端连接至测试装置以通过贵金属电极将待测样品产生的测试信号传递给所述测试装置；以及

用于测量被测试材料温度的热电偶。

测试时，将被夹持在贵金属电极之间的被测试材料置于高温炉中，高温炉中在测试要求下不断升温。与此同时，将电阻测试仪器与连接金属电极的贵金属导线相连接，将热电偶与温度显示装置连接。当温度显示装置显示被测试材料在规定温度时，记录此时电阻测试仪器上的数值，即可得到被测试材料在该温度下的电学性能。调整高温炉使被测试材料处于不同的温度下，即可得到被测试材料在不同温度下的电学性能。由于本发明中的夹具设置有至少三个平行设置的贵金属电极，可以形成至少两个夹持单元，因此采用本发明中的夹具，实验人员可以同时测量两种以上被测试材料在不同温度下的电学性能。

较佳地，所述贵金属电极包括第一电极、第二电极和至少一个第三共用电极，所述第一电极和至少一个第三共用电极设置为在垂直于贵金属电极的方向上可移动以能够调整各个贵金属电极之间的距离。

本发明中使相邻的两个夹持单元共用一个贵金属电极，能够节约夹具的制造成本同时实现夹具结构的紧凑化。与此同时，为了能够测试不同尺寸，使得贵金属电极之间的距离能够改变。

较佳地，所述夹具还包括围绕与第一电极连接的第一导线设置的保护套管，所述保护套管在垂直于贵金属电极的方向上可移动，所述第一电极设置在所述保护套管的端面上。

在导线外侧设置保护套管，其作用是防止导线之间接触，避免出现短路。所述的保护套管可以采用耐高温的绝缘陶瓷，如高纯氧化铝陶瓷或者氧化锆陶瓷等。所述的高纯氧化铝陶瓷最高使用温度可达1900℃，可以用于任何气氛环境下；所述的高纯氧化锆陶瓷最高使用温度可达2300℃，可以用于任何气氛环境下。将第一电极设置在所述保护套管的端面上，可以借助于移动保护套管来实现第一电极的移动。

较佳地，所述夹具还包括具有开口的框形支架，所述贵金属电极朝着所述开口延伸。