一种用于识别薄膜材料的检测装置、系统及方法与流程

本申请涉及材料检测，特别涉及一种用于识别薄膜材料的检测装置、系统及方法。

背景技术：

1、x射线衍射技术(x-ray diffraction，xrd)是通过对物质进行x射线衍射，分析其衍射图谱，获得物质的成分以检测物质的材料的方法。应用xrd技术检测物质需要依赖于x射线衍射仪，x射线衍射仪价格较高导致xrd检测物质方法的应用范围受到限制。

技术实现思路

1、本申请公开了一种用于识别薄膜材料的检测装置、系统及方法，以解决现有xrd技术检测物质依赖于x射线衍射仪导致应用范围受限的问题。

2、为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

3、第一方面，用于识别薄膜材料的检测装置，该检测装置包括：

4、热释电传感器，热释电传感器包括第一电极层、第二电极层、设于第一电极层和第二电极层之间的热释电材料层，第一电极层或第二电极层的背离热释电材料层的表面用于铺设待测薄膜；

5、光源，光源设于薄膜背离热释电材料层的一侧；

6、其中，薄膜将光源的光能转化为热能，并将热能传递至热释电材料层，以使热释电传感器输出检测数据，从而识别薄膜的材料。

7、进一步地，第一电极层和第二电极层中的至少一个为不透明电极层，薄膜铺设在不透明电极层的表面。

8、进一步地，光源的光波波长为200nm～800nm。

9、进一步地，热释电材料层的厚度为0.2mm～0.8mm。

10、进一步地，热释电材料层包括钛酸铋钠层、钛酸钡层或铌酸锶钡层。

11、第二方面，一种检测系统包括上位机、以及第一方面的检测装置，上位机用于储存热释电传感器的检测数据以形成数据库。

12、第三方面，一种应用第二方面的检测系统识别材料的方法，该方法包括如下步骤：

13、将待测材料的粉末制成薄膜；

14、将薄膜铺设于第一电极层或第二电极层的背离热释电材料层的表面；

15、光源照射薄膜，热释电传感器将检测数值输送至上位机；

16、上位机通过将检测数值与数据库进行比对以识别薄膜的材料。

17、进一步地，将待测材料的粉末制成薄膜包括如下步骤：

18、将待测材料的粉末与硅胶混合，以得到待测材料的浆料；

19、将浆料定型以得到薄膜。

20、进一步地，待测材料占浆料的质量分数为20％～90％。

21、进一步地，硅胶包括聚二甲基硅氧烷、铂金催化硅胶或者热塑性聚氨酯弹性体。

22、采用本申请的技术方案，产生的有益效果如下：

23、本申请提供的用于识别薄膜材料的检测装置，其中，将待测材料制成的薄膜铺设于第一电极层或者第二电极层的背离热释电材料层的表面，光源照射薄膜，薄膜将吸收的光能转化为热能，并传递至热释电材料层，热释电材料层吸收热能后产生温度变化，导致热释电材料中电偶极矩体密度(极化强度)发生改变，引起材料表面净电荷的变化，从而在第一电极层和第二电极层之间产生一个正比于温度变化的电压差。不同材料的薄膜的吸收热能的能力不同，导致热释电传感器的检测数值(电压/电流值)不同，从而识别薄膜的材料。相对于昂贵的x射线衍射仪，本申请中的检测装置结构简单，制作成本较低，适于大范围的推广应用。

技术特征：

1.一种用于识别薄膜材料的检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个为不透明电极层，所述薄膜铺设在所述不透明电极层的表面。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光源的光波波长为200nm～800nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的检测装置，其特征在于，所述热释电材料层的厚度为0.2mm～0.8mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的检测装置，其特征在于，所述热释电材料层包括钛酸铋钠层、钛酸钡层或铌酸锶钡层。

6.一种检测系统，其特征在于，包括上位机、以及如权利要求1-5任一项所述的检测装置，所述上位机用于储存所述热释电传感器的检测数据以形成数据库。

7.一种应用如权利要求6所述的检测系统识别材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将待测材料的粉末制成薄膜包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述待测材料占所述浆料的质量分数为20％～90％。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述硅胶包括聚二甲基硅氧烷、铂金催化硅胶或者热塑性聚氨酯弹性体。

技术总结
本申请涉及材料检测技术领域，特别涉及一种用于识别薄膜材料的检测装置、系统及方法。该检测装置包括热释电传感器和光源，其中，热释电传感器包括第一电极层、第二电极层、设于第一电极层和第二电极层之间的热释电材料层，第一电极层或第二电极层的背离热释电材料层的表面用于铺设待测薄膜；光源设于薄膜背离热释电材料层的一侧；薄膜将光源的光能转化为热能，并将热能传递至热释电材料层，以使热释电传感器输出检测数据，从而识别薄膜的材料。本申请中的检测装置结构简单，制作成本较低，适于大范围的推广应用。

技术研发人员：杨亚,尹胜杰
受保护的技术使用者：北京纳米能源与系统研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13