专利名称：微量粉末导电性能测试台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量导电性能的装置，具体地说是一种微量粉末导电性能测试台。
背景技术：
在现代科研中，很多研究者的研究范畴里都涉及到固体粉末或纤维的导电性能检测。在实验中常用的方法是将粉末制备成溶液或者悬浊液，利用现有的电导仪进行测量。这样测量有两个问题，首先是精确度不高，因为这种方法的结果很大程度上取决于溶剂导电性是否良好，粉末的溶解性以及其在溶液中的浓度是否能够在溶剂中形成自身的电子传导网络会影响溶剂的导电性，从而影响检测的结果；其次是不具有普适性，因为这种方法用来测量纤维等完全不可溶又无法形成悬浊液的研究对象时就会遇到麻烦，如果加入表面活性剂制备成悬浊液，则需排除表面活性剂对整体导电性的影响，如果不加入，液体与固体出现分层，电导仪测量的只是液体的导电性；最后是样品回收困难，在与液体甚至表面活性剂混合后，需要进行大量的工作以除去粉末上附着的液体及助剂残留。除了利用溶液测量的办法，还有一种是利用压片机或者类似的装置将大量粉末压成薄片，随后利用四探针法或直接通过特制装置进行测量，这种测量方法由于是压片后在平面下测量，结果很难分辨是体积电导率还是表面电导率，而且此方法成本很高，也有在压片后可直接测量的仪器，但其对测量样品的数量要求比较大，对于一些造价比较高的粉末，无法一次提供大量样品，不适于采用此方法。与此同时，诸如压片机等设备往往体积庞大，不适合便携使用。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种微量粉末导电性能测试台，能够使用极微量的样品在不需要添加任何液体助剂，不改变粉末任何性质的前提下利用非常简单的手法得到准确的导电性测量数据。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:微量粉末导电性能测试台，由检测室和加压机构组成，所述检测室包括承压管、两个钉状金属电极塞和金属筒身，所述承压管为圆柱形，并置于金属筒身内，钉状金属电极塞的压入端与承压管的内孔配合，加压机构用于对上下两个钉状金属电极塞施加压力。两个钉状金属电极塞与金属筒身之间设置有绝缘垫片，主要作用是在电极塞和金属筒身间起绝缘作用。所述承压管的材质为聚四氟乙烯。在钉状金属电极塞上设有接线柱，用以连接普通万用表进行检测。所述加压机构，包括底板、上板和导向柱构成的测试台支架，在底板和上板之间设置活动板，活动板与导向柱活动连接，在活动板与底板之间设置竖式液压千斤顶。 所述竖式液压千斤顶上设置有压力表。[0012]在所述竖式液压千斤顶与活动板下底面之间设置有连接件。检测室整体的直径为1.5厘米，在未放样品时总高度为4厘米，检测室与样品接触的承压管内径介于3到5毫米之间，样品放入后压实高度不超过5毫米，因此需要的样品质量位于毫克级别。测试台的底板上设有水平尺。本实用新型的有益效果在于:本实用新型操作方便。可检测样品的种类宽泛，且测出的电导率结果准确率较高。检测成本低，所需要的样品少，而且由于检测完全对样品无损，因此样品在此种导电性检测后完全可以作为其他检测手法的样品使用，不需要再进行提纯或者分离等繁杂操作。测量所需要的配件体积小，便于随身携带。在多种样品需要进行导电性比较的时候，此方法相较于其他方法更适用，因为在其他方法中由于样品体积过大或者溶剂助剂的加入等情况，进行比较时，很难保证除了样品本身外其他环境参数严格保持不变，在应用本实用新型测量时，只要保证对两电极施加的压力相同而且时间相同，则对检测结果有影响的周边环境参数就可以保证一致，使对比结构更加精确。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，微量粉末导电性能测试台，由检测室和加压机构组成，所述检测室包括承压管3、两个钉状金属电极塞1、6和金属筒身2，所述承压管3为圆柱形，并置于金属筒身2内，钉状金属电极塞1、6的压入端与承压管3的内孔配合，加压机构用于对上下两个钉状金属电极塞1、6施加压力。所述钉状金属电极塞与粉末接触的表面镀有超薄钛层，以保证电极的耐腐蚀性、且其导电性好、整体承压性能强。作为优选，两个钉状金属电极塞1、6与金属筒身2之间设置有绝缘垫片，所述绝缘垫片优选为云母片，主要作用是在电极塞和金属筒身间起绝缘作用。所述承压管3的材质为聚四氟乙烯，因为聚四氟乙烯耐热、耐腐蚀、耐压，是固体材料中摩擦系数最低的一种，从而在最大程度上降低受压过程中样品与内壁摩擦而产生的些微性能参数变化，同时聚四氟乙烯是良好的绝缘材料，因此不会给电子造成多余回路而影响检测结果的准确性。金属筒身2的主要作用是在一定程度上屏蔽静电对结果的影响，对于内部的承压管3可起到金属箍筋的作用，在一定程度上防止在施加压力的时候承压管3出现裂纹。在钉状金属电极塞1、6上设有接线柱7，用以连接普通万用表进行检测。为了解决对检测室两端电极塞施压问题及压力大小的控制，设置加压机构。所述加压机构，包括底板13、上板8和导向柱15构成的测试台支架，在底板13和上板8之间设置活动板9，活动板9与导向柱15活动连接，在活动板9与底板13之间设置竖式液压千斤顶11。[0028]底板、上板和活动板均为厚度15毫米以上的胶木板，绝缘性极佳。导向柱为直径在20毫米左右的铸铁柱。所述竖式液压千斤顶11上设置有压力表14。在所述竖式液压千斤顶11与活动板9下底面之间设置有连接件10。由于国内甚至国际上使用的普通小吨位(2吨及以下)竖式液压千斤顶没有装置压力表的型号，于是本测试台制作时特地将液压千斤顶内部油路做了一定幅度的改造，以使其提供给顶端的压力值能够通过外接耐震压力表准确地显示出来。与此同时，一般小吨位液压千斤顶的顶端作用面积偏小不利于对整个活动板的压力传递，本测试台在千斤顶端头处制作了专用的连接件以扩大活动板的受压面积，从而使检测室的钉状电极塞外表面可以均匀受力，保证检测室的“T”型垂直度，以确保测量准确性及延长元件的使用寿命。检测室整体的直径为1.5厘米，在未放样品时总高度为4厘米，检测室与样品接触的承压管内径介于3到5毫米之间，样品放入后压实高度不超过5毫米，因此需要的样品质量位于毫克级别。测试台的底板13上设有水平尺，可通过调节底部的螺母位置来保证测试台的水平程度，测试台侧面设有长尺，一边通过加压前后上板与活动板间距离变化直接通过刻度得知检测室内样品柱压缩后的高度。测量完成后，从两端拔出钉状电极，管两头均是开口的，因此样品可从中用任意硬针状物顶出，由于性质没有任何变化，取出的样品仍可用于其他的性能检测环节。样品需要量极小，且不会造成样品的浪费。测量过程如下:拔掉测试台上检测室一边的钉状金属电极塞，将所需要测量的微量固体样品(根据样品密度不同，需要几毫克至几十毫克不等)放进直径为3到5毫米的承压管中，将刚才拔掉的电极塞放入聚四氟乙烯承压管内，按照测试台活动板表面的检测室放置位置标记放好检测室，随后上下抬压操纵杆12，使检测室上表面与上板的下表面贴合。在此基础上继续抬压操纵杆，直到压力表14显示竖式液压千斤顶由活动板向检测室传递的压力达到实验要求时停止，维持压力一分钟后开始测量。用万用表连接出的红黑两个夹子分别夹住检测室两侧的接线柱，打开万用表电阻测量档，等显示的数字稳定后纪录结果。随后打开卸压阀，使活动板回到初始位置。从活动板上取下检测室，打开两端电极塞，用特制冲针将样品从管内顶出，收集后可继续用于其他微量检测实验中。随后可根据纪录的电阻值以及检测室内样品圆柱体测量时被压实后的高度值，即可轻松计算出样品的电导率。以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，做出的变形应视为属于本实用新型保护范围。
权利要求1.量粉末导电性能测试台，其特征在于:由检测室和加压机构组成，所述检测室包括承压管(3)、两个钉状金属电极塞(1、6)和金属筒身(2)，所述承压管(3)为圆柱形，并置于金属筒身(2)内，钉状金属电极塞(1、6)的压入端与承压管(3)的内孔配合，加压机构用于对上下两个钉状金属电极塞(1、6)施加压力。
2.根据权利要求1所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:所述两个钉状金属电极塞(1、6)与金属筒身(2)之间设置有绝缘垫片。
3.根据权利要求1所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:所述承压管(3)的材质为聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:所述钉状金属电极塞(1、6)上设有接线柱(7)。
5.根据权利要求1所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:所述加压机构，包括底板(13)、上板(8)和导向柱(15)构成的测试台支架，在底板(13)和上板(8)之间设置活动板(9)，活动板(9)与导向柱(15)活动连接，在活动板(9)与底板(13)之间设置竖式液压千斤顶(11)。
6.根据权利要求5所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:所述竖式液压千斤顶(11)上设置有压力表(14)。
7.根据权利要求5所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:在所述竖式液压千斤顶(11)与活动板(9)下底面之间设置有连接件(10)。
8.根据权利要求5所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:底板(13)上设有水平尺。
9.根据权利要求1所述的微量粉末导电性能测试台，其特征在于:承压管(3)内径介于3到5毫米之间。
专利摘要本实用新型公开了一种微量粉末导电性能测试台，由检测室和加压机构组成，所述检测室包括承压管、两个钉状金属电极塞和金属筒身，所述承压管为圆柱形，并置于金属筒身内，钉状金属电极塞的压入端与承压管的内孔配合，加压机构用于对上下两个钉状金属电极塞施加压力。本实用新型操作方便。可检测样品的种类宽泛，且测出的电导率结果准确率较高。检测成本低，所需要的样品少，而且由于检测完全对样品无损，因此样品在此种导电性检测后完全可以作为其他检测手法的样品使用，不需要再进行提纯或者分离等繁杂操作。
文档编号G01R27/02GK202929114SQ201220664129
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者赵晋, 张宝华, 韩振邦 申请人:天津工业大学