一种粉末材料电导率测定装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种粉末材料电导率测定装置。四探针法测定粉末材料电导率时，对样品的数量要求比较大，限制了该方法的广泛应用。本实用新型的目的提供一种粉末材料电导率测定装置，结构简单、易于操作，使用粉末材料少。本实用新型提供一种粉末材料电导率测定装置，包括模体和充当电流电极端子的2个螺纹堵头，模体中设置模腔，模体包括上模具套，中模具套和下模具套，模腔中设置与中模具套上下表面平齐用于检测的样品；上模具套的下表面和下模具套的上表面均设置一条用于容纳电压电极导线的狭缝；螺纹堵头与样品之间设置不锈钢垫片；螺纹堵头上设置接线柱。本实用新型易于操作，可应用四电极法测定具有任何团聚性能的粉末样品的电导率。
【专利说明】—种粉末材料电导率测定装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于材料性能测试【技术领域】，具体涉及一种粉末材料电导率测定装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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，无法一次提供大量试样的样品，不适于采用此方法，并且由于一些待测粉末的团聚性能较差，所压制的样品机械性能差，易于破碎，难于得到形状规整、具有一定强度的圆片，限制了这种方法的广泛应用。因此，为了精确测定粉末材料的电导率，对测定粉末材料电导率的装置进行全方位的设计与改进是必要与迫切的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的克服现有技术存在的不足，提供一种粉末材料电导率测定装置，结构简单、易于操作，测定时使用粉末材料少，可应用交流或直流四电极法精确测定任何粉末材料的电导率。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0006]一种粉末材料电导率测定装置，其特殊之处在于:包括模体和充当电流电极端子的2个螺纹堵头，模体中设置模腔，所述模体从上至下依次包括上模具套，中模具套和下模具套，上模具套和下模具套设置内螺纹，模腔中设置用于检测的样品，样品与中模具套上下表面平齐；上模具套的下表面和下模具套的上表面均设置一条用于容纳电压电极导线的狭缝；螺纹堵头与样品之间设置不锈钢垫片；所述螺纹堵头上设置接线柱。
[0007]进一步，所述上模具套的上表面和下模具套的下表面上均开设沉孔，上模具套和下模具套通过沉头螺丝与中模具套固定连接。
[0008]进一步，所述模体的横截面为开有圆孔的正方形。
[0009]进一步，所述狭缝的宽度和深度为0.1-0.2mm。[0010]进一步，所述电压电极导线为镍丝、钼丝、铜丝或铝丝，电压电极导线的外层为绝 缘层，电压电极导线的一端裸露0.1mm长度以下作为电极端，电压电极导线的直径与狭缝 的大小相匹配。
[0011]本实用新型结构简单、易于操作，检测成本低，可检测样品的种类宽泛，且测出的 电导率结果准确率高。本装置在进行测定粉末材料的电导率时，待测粉末材料使用少，只需 压一个样品薄片，薄片的两侧盛放少许粉末材料并进行固定，可避免利用四电极测定电导 率时需压三个薄片而出现样品不足的情形。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型上模具套的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型下模具套的结构示意图；
[0015]图4为本实用新型中模具套的结构示意图；
[0016]其中，1-螺纹堵头、2-样品、3-上模具套、4-中模具套、5-下模具套、6-沉头螺丝、 7-不锈钢垫片、8-接线柱、9-电压电极导线。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]参见图1至图4，一种粉末材料电导率测定装置，包括模体和充当电流电极端子的 2个螺纹堵头1，模体的横截面为开有圆孔的正方形，模体的正方形设计有利于测试装置的 放置及电流、电压端子连接和稳定。模体中设置模腔，模体从上至下依次包括上模具套3，中 模具套4和下模具套5，上模具套3和下模具套5设置内螺纹，模腔中设置用于检测的样品 2，样品2与中模具套4上下表面平齐；上模具套3的下表面和下模具套5的上表面均设置 一条用于容纳电压电极导线9的狭缝，狭缝的宽度和深度为0.1-0.2mm ;螺纹堵头I与样品 2之间设置不锈钢垫片7 ;螺纹堵头I上设置接线柱8。上模具套3的上表面和下模具套5 的下表面上均开设4个沉孔，4个沉孔的连线成正方形，上模具套3的沉孔开设于上模具套 3上表面的内边缘，下模具套5的沉孔开设于下表面的外边缘，上模具套3和下模具套5通 过沉头螺丝6与中模具套4固定连接，中模具套6的上、下表面设置用于与上、下模具套的 沉头螺丝连接匹配的孔。
[0019]电压电极导线9为直径0.1-0.2mm的镍丝、钼丝、铜丝或铝丝，电压电极导线9的 外层为绝缘层，电压电极导线9的一端裸露0.1mm长度以下作为电极端，电压电极导线9的 直径与狭缝的大小相匹配。
[0020]本实用新型的测定装置在使用时，首先压制厚度与中模具套高度相等或略厚的样 品圆片，经过压制的圆片放置于模腔中，用刀片切割或砂纸打磨制出与中模具套4上下表 面平齐的样品面，将0.1-0.2mm的电压电极导线9分别镶嵌在电导率测定装置的上模具套 3和下模具套5的狭缝中，调节电极端处于测试样品2的中心位置，使上模具套3、下模具套 5与中模具套4四周对齐，紧固用于固定的沉头螺丝6，按照图1所示，将上模具套3和下模 具套5通过沉头螺丝6与中模具套4固定连接。取待测粉末少许均匀装填在中模具套4的 上下模具套内，以引入输入、输出电流，调节装填量保证样品表面高于电压电极0.1-0.2mm,装上不锈钢垫片7，紧固上下两个螺纹堵头1，设置的不锈钢垫片7用以迟滞和缓冲螺纹堵头转动时对样品施加的旋转力。
[0021]电压电极材料可选用直径0.1-0.2mm的镍丝、钼丝、铜丝、铝丝，以柔软、刚性低，电导率高的金属丝为佳。金属丝表面需涂布一层均匀的绝缘层，一个方案是选用市场可购买的漆包铜线、漆包铝线，另一个方案是采用聚酯、聚氨酯、聚酯亚胺、环氧树脂、聚乙烯醇等树脂包覆裸金属线，经挥发干燥、加热固化后使用。这一方案适于耐腐蚀性好的钼丝、金丝、镍丝等，可根据待测粉末的化学稳定性、测试温度等选用。
[0022]电压电极按下列步骤制备:
[0023]取一根直径0.1-0.2mm的绝缘金属线用刀片刮去表面四周的绝缘层，使一端露出长度在0.1mm以下，作为电极端使用。由于电压电极端要求与样品圆片的接触面积尽可能地小，因此刮去四周绝缘层后，可在显微镜下切除多余的裸线部分来制作电压电极。作为电位输出部分的另一端，裸线部分可适当加长以利于与电化学工作站等电位采集及阻抗分析仪器的连接。
[0024]本实用新型中的模体由绝缘材料构成。视样品电导率的测试温度可采用不同的绝缘材料，当测试温度低于100°c时，可采用亚克力有机玻璃、耐温聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)塑料等加工；当测试温度高达260°C时，可采用聚四氟乙烯加工；当测试温度高达500°C时，可采用耐高温酚醛树脂电木加工。
[0025]本实用新型装置中的其他部分可用高强度、高品质的不锈钢或合金等金属材料加工制造。
[0026]本实用新型结构简单、易于操作，检测成本低，可检测样品的种类宽泛，且测出的电导率结果准确率高。本装置在进行测定粉末材料的电导率时，待测粉末材料使用少，只需压一个样品薄片，薄片的两侧盛放少许粉末材料并进行固定，可避免利用四电极测定电导率时需压三个薄片而出现样品不足的情形。
[0027]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种粉末材料电导率测定装置，其特征在于:包括模体和充当电流电极端子的2个 螺纹堵头(I)，模体中设置模腔，所述模体从上至下依次包括上模具套(3)，中模具套(4)和 下模具套(5)，上模具套(3)和下模具套(5)设置内螺纹，模腔中设置用于检测的样品(2)， 样品(2)与中模具套(4)上下表面平齐；上模具套(3)的下表面和下模具套(5)的上表面 均设置一条用于容纳电压电极导线(9)的狭缝；螺纹堵头(I)与样品(2)之间设置不锈钢 垫片(7);所述螺纹堵头(I)上设置接线柱(8)。
2.根据权利要求1所述的一种粉末材料电导率测定装置，其特征在于:所述上模具套(3)的上表面和下模具套(5)的下表面上均开设沉孔，上模具套(3)和下模具套(5)通过沉 头螺丝(6)与中模具套(4)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种粉末材料电导率测定装置，其特征在于:所述模体的横 截面为开有圆孔的正方形。
4.根据权利要求2所述的一种粉末材料电导率测定装置，其特征在于:所述狭缝的宽 度和深度为0.1-0.2mm。
5.根据权利要求2所述的一种粉末材料电导率测定装置，其特征在于:所述电压电极 导线(9)为镍丝、钼丝、铜丝或铝丝，电压电极导线(9)的外层为绝缘层，电压电极导线(9) 的一端裸露0.1mm长度以下作为电极端，电压电极导线(9)的直径与狭缝(9)的大小相匹 配。
【文档编号】G01R27/02GK203455411SQ201320588384
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】马树华, 高明亮, 徐鹏远 申请人:济南大学