[发明专利]一种粉末冶金烧结合金样品电导率测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金电导率测量技术领域，尤其涉及一种粉末冶金烧结合金样品电导率测量系统及方法。

背景技术

材料电导率是表示物质传输电流能力强弱的测量值。当施加电压于导体两端时，电荷载子会呈现朝某方向流动的行为，因而产生电流。根据欧姆定律，电导率σ定义为电流密度J和电场强度强度E的比率，即J＝σE，电阻率ρ是电导率σ的倒数，即σ＝1/ρ。

现有技术中，用来测量样品电导率的仪器有四探针电阻仪和涡流电导仪。所谓四探针，就是用规定针间距的四根金属探针同时压在被测样品表面，见图1，利用恒流源给探针a和d通以小电流，然后用高输入阻抗的静电计、电位差计、电子毫伏计或数字电压表测量探针b和c间的电压，最后计算样品电阻率ρ＝CV_bc/I，其中，C为四探针的修正系数，单位：厘米，C的大小取决于四探针的排列方法和针距，当探针的位置和间距确定，修正系数C即为常数；V_bc为探针b和c间的电压，单位：伏特；I为通过样品的电流，单位：安培。四探针电阻仪测量电导率的准确性与样本的样式和材质有很大关系，其局限性在于探针较细，因此接触电阻较大，接触电阻级别有时相当于甚至大于被测样品电阻率，测量小电阻样品时会产生很大误差。因此四探针电阻仪主要运用于测量较大电阻半导体(如单晶硅材料等)的电导率或者薄层电阻。

涡流电导仪测量电导率是基于涡流检测原理，是依据电工行业的工件导电率要求而专门设计的、用来测量有色金属电导率的无损检测仪器。当导电体靠近变化着的磁场或导体作切割磁力线运动时，由电磁感应定律可知，导电体内必然会感生出呈涡状流动的电流，即所谓涡流。当检测线圈靠近被检工件时，其表面出现电磁涡流，该涡流同时产生一个与原磁场方向相反的磁场，并部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感分量变化。这种反作用的大小与材料表面和近表面的导电率有关。通过涡流电导仪可直接检测出非铁磁性导电材料的电导率。

当前，国内数字便携式涡流电导仪分为半自动和机械式，半自动即手动旋钮校准、数字显示，如厦门鑫博特型号D60K和D500K的涡流电导仪；机械式即手动旋钮校准、指针显示，如厦门第二仪器厂型号FQ7501的涡流电导仪。涡流电导仪价格相对较为昂贵，最便宜的价格都在万元以上，且测量精度有较大误差，需要进行校准和补偿进行比对。目前涡流电导仪常用的工作频率包括60KHz和500KHz两种，60KHz为航空工业电导率测试标准，500KHz则用于测量薄板材料电导率值，例如国外SMP10、Sigmatest2.069、Autosigma3000、以及国内Sigma2008B型均有这两种频率档。

用涡流电导仪测量电导率主要有两个问题：一是只能测非铁磁性材料电导率，不能测铁磁性材料电导率，应用范围受到很大限制；二是难以测量极薄金属片电导率，如果想要测量极薄金属片电导率，需要更高的工作频率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种测量准确性高、应用范围广、操作简单、成本低廉的粉末冶金烧结合金样品电导率测量系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一、一种粉末冶金烧结合金样品电导率测量系统，包括：

直流数字电阻测试仪和测试台，其中：

测试台包括支架、绝缘垫和两个横U型导电夹头，绝缘垫设于支架上，横U型导电夹头设于绝缘垫上，且两个横U型导电夹头开口同向；支架上还设有正对横U型导电夹头上方、可上下移动的绝缘压紧件，

直流数字电阻测试仪的两个电压接口通过导线分别连接横U型导电夹头的上端头或下端头，其两个电阻接口通过导线分别连接横U型导电夹头的下端头或上端头。

因为粉末冶金烧结金试样电阻一般在毫欧范围，所以量程在千欧范围、灵敏度在微欧级别的直流数字电阻测试仪即可满足本发明使用要求。

上述绝缘压紧件为配套的螺母和绝缘螺丝；且支架为竖直的口字型支架，包括上壁、下壁、左壁和右壁，绝缘垫置于下壁，上壁开设有与横U型导电夹头对应的螺孔，绝缘螺丝通过螺孔上下移动。

二、一种粉末冶金烧结合金样品电导率测量方法，采用上述粉末冶金烧结合金样品电导率测量系统，包括步骤：