[发明专利]一种电卡性能测试系统

说明书

本发明涉及一种电卡性能测试系统，包括放置待测试样的控温封闭箱体、与待测试样相连接的测温单元及高压调节单元，以及与控温封闭箱体相连通的真空单元；其中高压调节单元与待测试样之间还设有热绝缘样品夹具。与现有技术相比，本发明通过热绝缘样品夹具使待测试样悬空设置于真空环境内，以提供近似绝热的测试环境，极大程度地减少热交换过程，为数据采集分系统灵敏准确采集电卡样品温度变化提供较为理想的极少热交换环境，使得测试结果更加准确，是一台低成本、可变温、操作方便、测试信号稳定的测试系统，有利于推动电卡制冷材料的研究应用进程。

技术领域

本发明属于材料测试技术领域，涉及一种电卡性能测试系统。

背景技术

传统气体压缩制冷方法使用有机气体作为制冷剂，放出的温室气体会直接造成臭氧层的严重破坏，当今世界能源问题日益突出，环境保护日益受到重视，发展新的经济环保制冷方式以取代传统气体压缩技术成为一项重要的研究课题。现在有发展潜力的制冷方式有电卡制冷、磁卡制冷、热电冷却器等，其中磁卡制冷和热电冷却器笨重低效，电卡制冷材料更为高效灵活。利用电卡效应制成的新型固态制冷器具有环保、高效、节能、易于小型化和稳定工作等优点，在芯片制冷、传感器、锂离子电池和电子器件的温度控制以及医学样本保存等领域具有广泛的应用前景，电卡效应制冷成为新型制冷设备开发的一个重要发展方向，也成为当前凝聚态材料研究的热点。中国专利CN108192247A公开了一种铁电聚合物电卡材料及其制备方法，中国专利CN105753471B公开了一种高电卡效应铌酸锶钡陶瓷的制备方法，中国专利CN106495688A公开了一种兼具场致增强热释电性能和宽温区电卡效应新型陶瓷材料及其制备方法，中国专利CN104538539B公开了一种电卡效应致冷复合厚膜材料等等。越来越多的电卡材料和制备技术被发现，对相应的电卡性能测试技术的要求越来越高。

电卡效应测试方法分为两种：直接法和间接法。间接法利用麦克斯韦方程组间接计算温变和熵值。这种方法有其内在的局限性，在动态的电场作用下测量电卡效应时，极化弛豫时间将对有贡献，在多畴材料的体系中，外加电场会将多余的熵转化为其他形式的能量，对于薄膜来说，基底会对薄膜产生夹持力，并且畴的变化状态会受到界面应力的限制，这些因素都可能导致与真实温变值的误差，所以越来越多的研究者选择用直接法测试电卡的温变，一台精确、稳定、方便的电卡测试系统在电卡制冷材料研究中必不可少。中国专利CN110108770A公开了一种基于空间热成像技术的高通量电卡测试系统，该系统主要基于红外热像仪完成测温，中国专利CN106404830A公开了一种通过温度传感器采集待测材料与测量腔室内环境换热的热量进而得出电卡性能的电卡测量装置，中国专利CN106324026A公开了一种通过温度传感器直接测试样品热通量得到电卡性能的测量装置，上述系统中均未考虑测试环境中的气体氛围与样品的热交换与热传递，即测试环境均为非绝热环境，因而易引起热通量测试不准确，并且专利CN106404830A及专利CN106324026A中均需要通过将热通量换算才能得到温度变化，同样易导致测试结果的误差；此外中国专利CN110146754A还公开了一种高通量电卡性能直接测试系统，该系统采用成本昂贵的差示扫描量热仪进行改装，存在测试成本较高的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电卡性能测试系统，具体为一种可变温高真空高准确性极少热交换的直接法电卡性能精密测试系统，用于解决现有电卡性能测试过程中，因待测试样与测试环境中存在热交换，使得测试结果准确性较低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电卡性能测试系统，包括放置待测试样的控温封闭箱体、与待测试样相连接的测温单元及高压调节单元，以及与控温封闭箱体相连通的真空单元；

所述的高压调节单元与待测试样之间设有热绝缘样品夹具，所述的待测试样通过热绝缘样品夹具与高压调节单元电连接，并通过热绝缘样品夹具使待测试样悬空于真空状态的控温封闭箱体内，以减少测试过程中产生热交换。