一种热电性能测量样品台及热电性能测量装置的制造方法_2

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、下、左、右"通常是针 对附图所示的方向而言的或者是针对坚直、垂直或重力、水平方向上而言的各部件相互位 置关系描述用词。
[0038] 本发明提供的一种热电性能测量样品台,包括:样品座1和样品杆2,所述样品座1 包括基座3、样品座连接端4、绝缘垫板5、样品垫块601、602和温度梯度加热模块701、702, 所述样品杆2上设有主加热器37和样品杆热电偶38。所述样品座1通过样品座连接端4 与样品杆2连接,所述绝缘垫板5位于所述基座3上,所述样品垫块601、602位于所述绝缘 垫板5上,所述温度梯度加热模块701、702位于所述样品垫块601、602上,所述基座3中部 设有第一通孔1601、1602,所述绝缘垫板5上设有与所述第一通孔1601、1602对应的第二 通孔1901、1902,所述基座3下方还连接有样品温度计模块801、802,所述样品温度计模块 801、802包括热电偶250U2502和调节模块,所述调节模块与所述热电偶250U2502配合, 使所述热电偶测温端34穿过所述第一通孔1601U602和第二通孔1901U902直接与样品 条13接触。
[0039] 所述绝缘垫板5和样品垫块601和602通过第一紧固件9固定于所述基座3上, 所述绝缘垫板5由氮化硼等具有较高导热率的无机陶瓷材料制成;所述温度梯度加热模块 701、702由温差加热器10和温差加热器垫块11组成,所述温度梯度加热模块701、702通过 位于温差加热器垫块11两端的第二紧固件12与所述样品垫块601、602固定连接并固定样 品条13,所述温差加热器10为直径为5mm的陶瓷加热片,所述温差加热器垫块11和样品垫 块601、602由紫铜制成,以便于对样品条13进行热量传递。
[0040] 所述第一紧固件9由螺钉20、弹簧垫片21、陶瓷绝缘垫片22、不锈钢垫片23以及 陶瓷绝缘套管24组成,螺钉20依次穿过弹簧垫片21、陶瓷绝缘垫片22、不锈钢垫片23以 及陶瓷绝缘套管24与样品垫块601、602上的对应螺孔相连。所述第二紧固件12由螺钉和 弹簧垫片组成。
[0041] 所述绝缘垫板5、陶瓷绝缘垫片22和陶瓷绝缘套管24用来防止样品垫块601、602 以及螺钉20与基座3电气短路。
[0042] 所述调节模块由滑动支板27、固定支板28、弹簧29、螺栓30和螺母31组成;所述 滑动支板27两端设有第三通孔3201、3202,所述固定支板28的两端设有与第三通孔3201、 3202对应的第四通孔330U3302 ;所述热电偶测温端34依次穿过所述第四通孔3301、弹簧 29、第三通孔3201、第一通孔1601和第二通孔1901与样品条13接触,所述热电偶2501、 2502固定于所述滑动支板27上;所述螺栓30依次穿过所述第四通孔3302、螺母31和第三 通孔3202将所述样品温度计模块801、802固定于基座3上,所述螺栓30与螺母31相互配 合将所述固定支板28固定。
[0043] 所述热电偶2501、2502通过高温修补剂35固定于所述滑动支板27上,使得热电 偶2501、2502能够随着滑动支板27 -起移动。
[0044] 所述样品热电偶测温端34与样品条13接触的部分还施加有真空导热脂,使得热 电偶250U2502测得的数据更准确。
[0045] 所述热电偶测温端34从所述第一通孔1601、1602和第二通孔1901、1902伸出绝 缘垫板5的长度大于所述样品垫块601、602的高度。当样品条13固定到样品座1上时,热 电偶测温端34由于受到样品条13的压力,其连接的弹簧29被压缩,随着滑动支板27向下 移动,滑动支板27带动其所固定的热电偶250U2502沿螺栓30上下移动,借助弹簧29的 弹性,热电偶测温端可以和样品紧密接触。
[0046] 所述热电偶2501、2502选用T型热电偶,滑动支板27和固定支板28的材质为紫 铜,弹簧29的材质为不锈钢。
[0047] 所述热电偶250U2502的外部还包裹有双芯陶瓷管26,所述热电偶250U2502的 两臂分别穿过双芯陶瓷管26的两个空芯,双芯陶瓷管26的设置避免了热电偶250U2502 与基座3之间的电气短路。
[0048] 本发明的样品台由于热电偶测温端34通过弹簧29与样品条13直接紧密接触来 获取样品条13两端的温度和热电电压,避免了用银胶把热电偶固定在样品上以及银胶固 化的过程,从而可以大大节省制样时间,适用于大量样品的初步筛选。
[0049] 所述绝缘垫板5与样品垫块601、602连接的位置设有第二长圆形通孔1701、1702、 1801、1802,所述基座3设有与所述第二长圆形通孔1701、1702、1801、1802对应的第一长圆 形通孔1401、1402、1501、1502,所述第一长圆形通孔1401、1402、1501、1502和第二长圆形 通孔1701、1702、1801、1802的长对称轴与所述样品垫块601、602的长边垂直。
[0050] 本发明所述长圆形通孔为长方形的两端各偶合一个以两端边长为直径的半圆所 构成的图形。所述第一紧固件9穿过基座3上第一长圆形通孔1401、1402、1501、1502和缘 垫板5上第二长圆形通孔1701、1702、1801、1802将样品垫块601、602固定于所述基座3的 上面。所述长圆形通孔的设计使得样品垫块601、602左右位置可调,因此适合不同长度样 品的测量。
[0051] 所述样品垫块601、602、第一通孔1601、1602、第二通孔1901、1902和样品温度计 模块801、802均有两个,并且所述第二通孔1901、1902位于所述样品垫块601、602之间,所 述第二通孔1901U902中心的连线与所述样品垫块601、602的长边相垂直,所述第一长圆 形通孔1401、1402、1501、1502和第二长圆形通孔1701、1702、1801、1802均有四个。
[0052] 作为优选的技术方案,每个样品垫块601、602下设有两个第一长圆形通孔1401、 1402、1501、1502和两个第二长圆形通孔1701、1702、1801、1802。每个样品垫块601、602下 的长圆形通孔大小及形状都相同,并且平行间隔设置。
[0053] 本发明还提供了一种热电性能测量装置,包括真空室46、测量及控制仪表系统和 计算机控制与数据采集系统,所述真空室46内设有如上所述的样品台,所述样品台与所述 测量及控制仪表系统相连,所述测量及控制仪表系统与所述计算机控制与数据采集系统相 连。
[0054] 所述样品台的热电偶2501、2502连接有热电偶参考端43。
[0055] 所述测量装置还包括真空抽取装置、惰性气体加注装置和真空测量装置,并且所 述真空室46上相应地设有连接所述真空抽取装置或惰性气体加注装置的接口以及连接所 述真空测量装置的真空测量接口。
[0056] 本发明还提供了一种如上所述测量装置测量热电材料的热电性能的方法,包括如 下步骤:
[0057] 1)将样品条13固定于所述样品台上;
[0058] 2)将所述样品台置于所述热电性能测量装置的真空室46中;
[0059] 3)采用准稳态模式对样品条13的热电性能进行测量,记录测量数据;
[0060] 4)检测结束。
[0061] 下面具体介绍所述样品台的组装和样品安装在所述样品台上的过程:
[0062] 如图la和图lb所示为本发明样品台的上部结构和下部结构示意图。本发明提供 的一种样品台,包括样品座1、样品杆2,所述样品座1包括基座3、样品座连接端4、绝缘垫 板5、两个样品垫块601、602、温度梯度加热模块701、702、样品温度计模块801、802,所述样 品座1与所述样品杆2之间通过连接件连接在一起。所述样品温度计模块801、802的热电 偶250U2502从所述基座3和绝缘垫板5中部的通孔伸出,通过调节模块的配合在测量时 与样
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