一种高温导电材料电阻率测量夹具的制作方法

本实用新型涉及材料物理特性表征和测量应用技术领域，尤其是涉及一种高温导电材料电阻率测量夹具。

背景技术：

随着电子工业及信息技术等产业的迅速发展，对于具有导电功能材料的需求越来越迫切，世界各国无论学术界还是产业界都在积极对这一新兴功能材料进行开发研究。

研究导电材料的相关性能时，往往需要观察导电材料在高温、真空等环境下的电阻率，以获取导电材料的导电特性。其中，高温环境下进行测量，一般是将导电材料通过夹具伸入电学加热炉的炉膛中，使导电材料在电学加热炉内的高温环境下导电，并采集相关信息。由于电学加热炉是一个开口的炉体，炉膛内的高温容易从开口处逃逸，以至于导电材料存在受热不均的现象，影响测量结果；并且，逃逸的高温会对炉膛外、夹具另一端的测量线路、测量元器件造成影响，甚至损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种高温导电材料电阻率测量夹具，解决了现有技术中高温环境下测量时的热逃逸对测量线路、测量元器件造成影响的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种高温导电材料电阻率测量夹具，包括承台、支撑电极机构和夹持电极机构；

所述支撑电极机构包括支撑组件、第一电极和第二电极；所述支撑组件包括屏蔽管和绝缘载物台，所述屏蔽管一端连接所述承台，另一端连接所述绝缘载物台，所述屏蔽管的外壁设有导热片；所述第一电极和第二电极均设于所述绝缘载物台表面，且连接两电极的引线布置于所述屏蔽管内；

所述夹持电极机构包括夹持组件、弹性滑动连接件、第三电极和第四电极；所述夹持组件为两个，对称布置于所述支撑组件的两侧，每个夹持组件包括支撑杆，和设于所述支撑杆一端的夹指；所述弹性滑动连接件为与所述夹持组件对应的两个，每个弹性滑动连接件连接所述承台和对应支撑杆的另一端，所述弹性滑动连接件的滑动方向与所述屏蔽管的轴向垂直，弹力方向平行于所述滑动方向；所述第三电极和第四电极分别设于两支撑杆的夹指上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：在高温环境测量中，屏蔽管上的导热片增大了屏蔽管的导热面积，升温和降温时均可以减少导电材料上下部分的温差，使导电材料受热均匀；并且层层阻挡，减少了高温逃逸，有效降低高温对夹具下方测量线路的影响，测量数据结果更精准可靠；将电极直接作为夹具的夹持面，简化了夹具结构，并且保证了电极与导电材料的充分接触，四电极的设计可以实现四线法测量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型支撑电极机构和夹持电极机构的结构示意图；

图3是本实用新型弹性滑动连接件的结构示意图；

图4是本实用新型第一电极、第二电极及传感组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～图2所示，本实用新型提供了一种高温导电材料电阻率测量夹具，包括承台100、支撑电极机构200和夹持电极机构300。

所述支撑电极机构200包括支撑组件210、第一电极220和第二电极230；所述支撑组件210包括屏蔽管211和绝缘载物台212，所述屏蔽管211一端连接所述承台100，另一端连接所述绝缘载物台212，所述屏蔽管211的外壁设有导热片213；所述第一电极220和第二电极230均设于所述绝缘载物台212表面，且连接两电极的引线布置于所述屏蔽管211内。

所述夹持电极机构300包括夹持组件310、弹性滑动连接件320、第三电极330和第四电极340；所述夹持组件310为两个，对称布置于所述支撑组件210的两侧，每个夹持组件310包括支撑杆311，和设于所述支撑杆311一端的夹指312；所述弹性滑动连接件320为与所述夹持组件310对应的两个，每个弹性滑动连接件320连接所述承台100和对应支撑杆311的另一端，所述弹性滑动连接件320的滑动方向与所述屏蔽管211的轴向垂直，弹力方向平行于所述滑动方向；所述第三电极330和第四电极340分别设于两支撑杆311的夹指312上。

本夹具在工作中，通过支撑电极机构200和夹持电极机构300对导电材料(以下简称“样品”)形成有效夹持，并可伸入电学加热炉的炉膛内，在炉膛内的高温环境下对样品通电并测量。具体的，支撑电极机构200的绝缘载物台212用于承托样品，夹持电极机构300的夹指312用于横向夹持住样品，以使样品在整个测量过程中保持稳定。弹性滑动连接件320为夹持组件310提供垂直屏蔽管211轴向自由度和夹持力。第一电极220、第二电极230、第三电极330和第四电极340均对样品实现有效且充分的接触，即可实现四线法测量。其中，第一电极220和第二电极230的引线可以置于屏蔽管211内，第三电极330和第四电极340的引线可以置于相应的支撑杆311内，这样可以保护引线，也可以对引线中的电流进行屏蔽，减少承台100内测量仪器受到的干扰。屏蔽管211外壁设置的导热片213可以对屏蔽管211与支撑杆311之间的空间实现一定的隔断，这样可以对电学加热炉的炉膛内高温实现阻挡，减少了高温逃逸，有效降低高温对夹具下方测量线路的影响，并且导热片213增大了屏蔽管211的导热面积，升温和降温时均可以减少样品上下部分的温差，使样品受热均匀，这样测量数据结果更精准可靠。

上述导热片可以采用如下两种具体的结构方案：所述导热片213为环状，此时其具有多片，均匀套设于所述屏蔽管211外壁；或，所述导热片213为连续螺旋状，其盘绕于所述屏蔽管211外壁。

作为一种具体的方案，所述弹性滑动连接件320包括滑轨座321、滑轨322、导向柱323、滑块324、滑块座325和第一弹性件326；所述滑轨座321与所述承台100固接；所述滑轨322和导向柱323相互平行布置，且均与所述滑轨座321固接；所述滑块324与所述滑轨322构成滑动连接副；所述滑块座325套设于所述导向柱323上且与所述滑块324固接，同时滑块座325固接对应的支撑杆311；所述第一弹性件326为弹簧，其套设于所述导向柱323上且位于所述滑轨座321和所述滑块座325之间。其中，滑块324与滑轨座321各自可以是独立的部件，再通过例如螺丝、螺栓等连接件连接，也可以是一体化设计，即滑块324与滑轨座321是一个完整的整体。导向柱323主要为滑块324座提供支撑力，同时配合滑轨322，对滑轨座321与滑块324的自由度实现限位。第一弹性件326为提供夹持电极机构300提供夹持力。

更具体的，如图3所示，所述滑轨座321包括承台连接部321a和导向柱连接部321b，所述承台连接部321a固接所述承台100及所述滑轨322，所述导向柱连接部321b垂直于所述承台连接部321a，其固接所述导向柱323；所述滑块座325包括滑块连接部325a和支撑杆连接部325b，所述滑块连接部325a与所述滑块324固接，且其设有用于所述导向柱323伸入的沉孔(图中未标示)，所述支撑杆连接部325b与所述滑块连接部325a垂直，其设有用于与所述支撑杆311连接的沉孔或通孔325b1。当然，采用通孔325b1时，配合插销等实现对支撑杆311的支撑。

为了使电极与样品的接触更稳定且充分，提出一种具体方案：所述第三电极330和第四电极340均为t形或者倒l形，电极面为阶梯状平面或者阶梯状圆面。这样，当两夹持电极机构300的夹指312对样品夹持时，作为夹持面的第三电极330和第四电极340会对样品同时施加横向夹持力和向下的压迫力，夹持力使第三电极330和第四电极340与样品接触稳定且充分，压迫力使设于所述绝缘载物台212表面的第一电极220和第二电极230与样品接触稳定且充分。第一电极220、第二电极230、第三电极330和第四电极340均可采用铂金电极。

考虑到样品的外形各不相同，为提高上述第三电极330和第四电极340的电极面的兼容度，提出将上下方向的夹持力具备一定的自由调节度，具体方案为：如图4所示，所述第一电极220和第二电极230均包括探针221、第二弹性件222和绝缘导向件223；所述绝缘导向件223设于所述屏蔽管211与所述承台100的连接处；所述探针221布置于所述屏蔽管211内，其一端由所述绝缘载物台212表面露出，另一端为阶梯状缩径且穿过所述绝缘导向件223；所述第二弹性件222为弹簧，其套设于所述探针221的缩径上，且一端抵接所述阶梯，另一端抵接所述绝缘导向件223。绝缘导向件223为探针221的轴向自由度提供限位，第二弹性件222为探针221的回弹提供回复力。

更具体的，所述绝缘导向件223包括板状固定部223a和柱状抵接部223b，所述板状固定部223a与所述承台100固接，所述柱状抵接部223b伸入所述屏蔽管211并抵接所述第二弹性件222。柱状抵接部223b为探针221的导向提供足够长的作用区，保证探针221活动方向的同时，可以避免探针221受力不均造成损坏。

由于本夹具在使用中需要伸入电学加热炉的炉膛内，支撑电极机构200和夹持电极机构300都必须具备一定的长度，夹指312处的运动难免存在一定的误差，为此提出一种完善该问题的方案：所述支撑组件210还包括设于所述屏蔽管211上的限位盖214，该限位盖214开设用于引导夹持组件310的限位槽214a。在限位槽214a的帮助下，夹持电极机构300的夹指312在夹持过程中获得运动方向的限位，保证夹持准确、有效。

考虑到对样品性能的测试不仅局限于高温环境，还有真空环境或是特殊气体环境，为增大本夹具的适用范围，提出如下一种具体方案：所述承台100的表面设有沟槽110，沟槽110内设置密封圈120；承台100的底部设有密封板130。这样，本夹具可以配合电学加热炉，在密封圈120的帮助下，承台100表面可以对电学加热炉的开口实现密封，密封板130对承台100的底部实现密封，最终使得电学加热炉的内胆与承台100内部形成密封空间，再针对该密封空间辅以抽真空或是换入特殊气体，即可实现测试需求。

为加强本夹具的自检功能，提出如下进一步补充方案：本夹具还包括传感组件400，请再次参阅图4，该传感组件400包括温度传感器410、固定杆420和固定夹430，所述固定杆420通过固定夹430与所述承台100固连，所述温度传感器410与所述固定杆420固连并置于所述绝缘载物台212处。温度传感器410用于实时监测样品处的温度，以帮助测试更为准确。为了保证温度传感器410的位置，也可以在支撑组件210的限位盖214上开设用于对固定杆420限位的限位槽214b。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。