[发明专利]一种新型的热刺激电流测量装置

说明书

一种新型的热刺激电流测量装置，属于电介质物理测量及研究领域。解决的技术问题是：现有的热刺激电流测量装置测试结果重复稳定性不好；测试过程中，使用液氮降温时易在真空腔内发生泄漏。本发明技术要点：真空室内放置有可活动的电极模组、半导体制冷片、热交换器，能够实现热刺激电流的测量。本发明具有降温速率快、降温过程可控、测量精度高、测量结果准确、操作简单优点；在一定实验条件下用半导体制冷片和水代替液氮，节约实验成本，提升安全性；本发明在介质材料测试领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种热刺激电流测量装置，具体的说是涉及一种新型的热刺激电流测量装置，属于电介质物理测量及研究领域。

背景技术

热刺激电流(Thermally Stimulated Current，TSC)方法是一种运用宏观的物理方法来研究介质内部微观特性的重要实验手段。热激电流方法是用来研究高聚物内偶极松弛、陷阱参数、空间电荷的贮存和输运以及聚合物结构松弛与转变、分子运动特征等的有效方法。热刺激电流(TSC)是研究聚合物材料中陷阱结构和陷阱结构所控制的空间电荷存贮及输运特性的工具，同时也是研究聚合物结构转变和分子运动的重要手段，已经在聚合物性能测试领域得到了广泛应用。热刺激电流(TSC)法的具体操作步骤为：先将被测试样保持在一定的温度下，施加极化电压，一段时间后，对试样进行降温，将试样中的载流子“冻结”起来，然后撤去极化电压，对试样进行线性升温，测量在升温过程中的去极化电流，得到电流-温度谱线。

现有的热刺激电流测量装置存在如下技术问题：

1.测试结果重复稳定性不好；

2.测试过程中，使用液氮降温时易在真空腔内发生泄漏。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的热刺激电流测量装置，为热刺激电流测试和研究提供了一种新的测量方式。本发明在一定的温度测量范围能够使用水代替液氮作为冷却剂，并且在降温过程中降温速率可控；在升温过程中，固定着试样的升温装置能够与冷却装置分离，减小测量装置的热惯性，对温度的控制更加精确，从而提高测量结果的准确性。

本发明的一种新型的热刺激电流测量装置，包括真空室，以及置于真空室内部的测量机构，所述测量机构包括电极模组、半导体制冷片和热交换器；所述电极模组包括第一电极、第二电极、电热膜、金属导热片、绝缘支架和绝缘夹板；

所述热交换器连接在真空室的侧壁上，热交换器的左侧具有腔体结构，热交换器的右侧开设有冷却介质的入口和出口，腔体结构与冷却源之间通过冷却介质的入口和出口、冷却剂出口管路和冷却剂入口管路连通，所述冷却源为水或液氮，腔体结构的端部设置热交换器封板，所述半导体制冷片贴合在热交换器封板上；

所述第一电极和第二电极相对设置，两者之间放置试样，第二电极、电热膜及金属导热片通过绝缘夹板固定在一起，第一电极安装在绝缘支架上，调节螺栓穿过绝缘支架与绝缘夹板，调节螺栓的螺栓头与绝缘支架之间设置有第一弹簧，调节螺栓的螺杆穿过热交换器的外侧边缘及热交换器底板，热交换器的底板上设置有电磁铁，衔铁固定在调节螺栓上，衔铁与电磁铁相配合，衔铁与热交换器的外侧边缘之间设置有第一调节螺母，热交换器的外侧边缘与绝缘夹板之间设置有第二弹簧和第二调节螺母。

其中，所述的半导体制冷片固定在热交换器的表面，制冷片工作时的热面与热交换器紧密相接触。

其中，绝缘支架与绝缘夹板平行设置，两者通过调节螺栓连接在一起，绝缘支架与绝缘夹板沿调节螺栓的轴线直线运动。

其中，热交换器与真空室的侧壁的接触面具有良好的气密性。