专利名称：一种多功能离子导体电学性能测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电学测试装置，尤其涉及一种温度、气氛可控的多功能离子导体 电学性能测试装置。
背景技术：
一般的离子导体材料电学性能会随着温度及环境气氛的变化而变化，研究离子导 体材料与温度、气氛的关系对该类材料的实际运用十分关键。而目前，在进行这类材 料的电性能测试时， 一般采用的是自建的简易装置，如图10所示，包括有一封闭的样
品室r，测试时将试样2'放入样品室i'内，再使用银浆或铂浆将一小段银或铂丝粘于试
样两侧形成电极引线A'，然后试样两侧的电极引线A'再与测试引线以打结的方式相 连，引线A'引出出样品室后与标准插座焊接，再由插座与测试仪器连接，其中测试仪 器为现有技术，而且现有建议装置在测试离子导体电学性能是釆用两电极两引线方 式。
上述装置存在的问题有
1、 试样与测试引线间连接复杂，连接可靠性差。
2、 采用两电极两引线方式，无法消除引线的电阻，测量精度较低。在两电极两引 线中，电流与电压共用一根引线，这样仪器检测的电压实际为试样加上引线两端的电 压，因而测试信息中混入了引线的因素。
3、 测试效率低， 一般只能一次进行一个试样的测量；
4、 无法实现气氛可控。
综上所述现有测试离子导体电学性能的装置还可作进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种多功能离子导体 电学性能测试装置，该装置可方便的实现多个试样的直流、交流电学性能的测试，且 保证试样电极与样品架上的电极充分接触，其具有试样安装简便快捷、测试准确的优 点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种多功能离子导体电学性能测 试装置，包括有样品室、至少一个可部分放置在样品室内的样品架总成，其特征在于样品架总成包括数个中空的支撑管、与支撑管相配的套管、接线盒、支架，所述 的支架固定在接线盒上，而所述的支撑管一端固定在支架上，所述的套管活动套设在 支撑管的另一端，支撑管的外端面设有电极，套管的内端面也设有电极，在支撑管和 套管之间还设有一使支撑管外端面与套管内端面始终保持接触趋势的拉簧，所述的支 撑管内至少设有两根引线，其中一根引线连通支撑管前端电极及接线盒内部，另一根 引线一端连接接线盒，另一端从支撑管的前端穿出后与套管内端面上的电极相连，所 述的套管侧部开有一以供试样放置于支撑管外端面与套管内端面之间的槽口。
上述的支撑管内设有四根引线，其中一根引线作为电压引线连通支撑管前端电极 及接线盒内部， 一根引线作为电流引线连通支撑管前端电极及接线盒内部， 一根引线 作为电压引线一端与接线盒内部相连，另一端从支撑管的前端穿出后与套管内端面上 的电极相连， 一根引线作为电流引线一端与接线盒内部相连，另一端从支撑管的前端 穿出后与套管内端面上的电极相连。其为两电极四引线的连接方式，分别从一个电极 引出两根线一个用于电压， 一个用于电流，这样仪器检测的电压为试样两电极间的电 压，因此，可以保证测试试样所得信号完全来自于试样，有效去除了引线电阻，提高 了测量精度。
上述的样品室为可开启的卧式电阻炉。采用电阻炉可直接实现对试样温度的调节 控制。当然也可以在现有样品室内设置一温度可控的加热装置。
上述的样品架总成还包括可将样品室内腔与支架之间阻热隔断的隔热柱，所述的 支架的前端具有环状安装部，所述的隔热柱固定在该环状安装部上，所述的支撑管穿 设定位在该隔热柱上。由于试验时，样品室内的温度较高，同时，也要保证接线盒不 受高温的影响，因此设置隔热柱可有效阻止热量从样品室传到接线盒处。再者隔热柱 还起到定位支撑管的作用。
为充分利用有效的样品室空间，上述的样品架总成有二个，其对称设置在样品室 两端。这样可因此测试更多试样的电学性能。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现不同温度、多种气氛下电极试 样的直流、交流电学性质测试。上述的样品架总成有二个，其对称设置在样品室两 端，该两样品架总成之间还设有一密封工作管，该密封工作管两端分别与样品架总成 中的支架密封套接，所述的支撑管及套管位于该密封工作管内，在其中一个支架上设 有一与密封工作管相通的进气嘴，另一个支架上设有一与密封工作管相通的出气嘴。 由于该装置加装了密封工作管，使支撑管及套管位于该密封工作管内，并将进气嘴和 出气嘴与气氛控制系统相连，气氛控制是在装置外部采用气瓶加流量计的方式来实现 的，由于其是很成熟的技术，因此在图纸中没有说明。
为保证试验装置的稳定性，上述的密封工作管内间隔设置有两个隔热柱，所述的 一个样品架总成上的支撑管穿设定位在一个隔热柱上，另一个样品架总成上的支撑管穿设定位在另一个隔热柱上，且在各隔热柱上均穿设有一连通隔热柱两端的通气管。
在密封工作管内设置隔热柱可有效阻止密封工作管内中部的高温传递到密封工作管的
两端而影响接线盒。
上述的支撑管通过一连接件固定在支架上，连接件的两端各设有一穿孔，所述的 拉簧一端钩设在该穿孔上，拉簧的另一端则钩设在套管上。该拉簧设置方式具有组装 方便，且能有效保证支撑管外端面与套管内端面始终保持接触的趋势。
上述的密封工作管用陶瓷或石英材质制成。上述的支撑管及套管均用陶瓷材质制 成。采用陶瓷或石英材质可使密封工作管、支撑管及套管能在十分宽的温度及气氛区 间内使用。
与现有技术相比，本发明的优点在于该装置设置有数个支撑管即数个套管，每 对支撑管和套管之间通过拉簧的作用使支撑管外端面与套管内端面始终保持接触的趋 势，这样测试时，只需将两面制有电极的片状试样夹于支撑管外端面与套管内端面之 间，使用相当方便，利用拉簧的拉力又保证试样电极与支撑管及套管上的电极接触良 好。而且还可同时测试多个试样，提高了测试效率。所述的引线直接与支撑管外端面 及套管内端面上的电极连接，试样与测试引线间连接简单。其还具有结构简单、组装 方便等优点。
图l为本发明第一个实施例的结构示意图2为本发明第一个实施例中样品架总成的立体示意图3为本发明第一个实施例中样品架总成去掉支架后的立体示意图4为本发明第一个实施例中支撑管、通过、拉簧及连接件之间的装配示意图5为本发明第一个实施例中隔热柱的立体示意图6为本发明第一个实施例中两电极四引线的连接示意图7为本发明第二个实施例的结构示意图8为本发明第二个实施例中样品架总成的示意图9为本发明第二个实施例中隔热柱的立体示意图10为背景技术中自建的简易装置示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 如图1 6所示为本发明的第一个实施例。
一种多功能离子导体电学性能测试装置，包括有样品室l、 二套可部分放置在样品 室l内两侧的样品架总成，样品室l由可开启卧式管式电阻炉构成，其功能是方便实现
6试样温度的程序可控。该类型电炉已商品化。
样品架总成包括三个中空的支撑管2、三个与支撑管2相配的套管3、 一个接线盒 4、 一个支架5，当然支撑管2及套管3不局限与三个，可以四个或四个以上，数目越多 说明可一次性测试试样7的个数也越多。支撑管2及套管3均用陶瓷材质制成。
所述的支架5通过一连接件11固定在接线盒4上，支架5—般采用金属材料制成，连 接件11与接线盒4之间一般采用螺纹连接，支架5的前端具有环状安装部51，该环状安 装部51内固定有可将样品室l内腔与支架5之间阻热隔断的隔热柱8a，隔热柱8a的截面 大致呈T形，隔热柱8a上开有三个供支撑管2穿过的孔8al。
所述的支撑管2—端固定在支架5上，支撑管2中部穿设并定位在隔热柱8a上的孔 8al内，支撑管2的外端面设有电极。所述的套管3活动套设在支撑管2的另一端，套管3 的内端面也设有电极，在支撑管2和套管3之间还设有两根使支撑管2外端面与套管3内 端面始终保持接触趋势的拉簧6，连接件ll的两端各设有一穿孔lll，所述的拉簧6—端 钩设在该穿孔lll上，拉簧6的另一端则钩设在套管3上。所述的套管3侧部开有一以供 试样7放置于支撑管2外端面与套管3内端面之间的槽口 31 。
所述的支撑管2内至少设有四根引线A，引线A均采用惰性贵金属丝，如银、 金、铂等。支撑管2前端两侧开有二个供引线穿出的孔21、 21'。其中一根引线作为电 压引线连通支撑管2前端电极及接线盒4内部， 一根引线作为电流引线连通支撑管2前端 电极及接线盒4内部， 一根引线作为电压引线一端与接线盒4内部相连，另一端从支撑 管2前端的孔21穿出后与套管3内端面上的电极相连， 一根引线作为电流引线一端与接 线盒4内部相连，另一端从支撑管2前端的另一个孔21'穿出后与套管3内端面上的电极 相连。
第一个实施例的工作原理即过程如下。
测试前拉动套管3，套管3克服拉簧6的拉力外移，此时，支撑管2外端面与套管3内 端面之间形成间隙，将试样7放入该间隙内，试样7呈片状，逐渐松开套管3，套管3在 拉簧6作用下复位，将试样7被紧紧夹持在支撑管2外端面与套管3内端面之间，利用拉 簧6拉力保证试样7前后两端的电极与支撑管2外端面与套管3内端面上的电极的良好接 触。试样安装后，将该装置的前部放置与样品室l内，要保证隔热柱8a正好搁置在样品 室1的侧壁上，支架5处于温度相对较低的区域。再将接线盒4与测试仪器连接，进行检 测，其中测试仪器及检测方法为现有技术，与本发明所要保护的内容无关，因此没有 详细展开阐述。
如图所示为本发明的第二个实施例。
如图7 9所示，其与第一个实施例相比，区别点在于样品架总成的结构略有不 同。主要体现在该样品架总成还包括有密封工作管9，密封工作管9用陶瓷或石英材质制成。样品架总成有二个，其对称设置在样品室l两端。所述的密封工作管9两端分别 与样品架总成中的支架5密封套接，防止漏气，所述的支撑管2及套管3位于该密封工作 管9内，在其中一个支架5上设有一与密封工作管9相通的进气嘴52，另一个支架5上设 有一与密封工作管9相通的出气嘴53 。
所述的密封工作管9内间隔设置有两个隔热柱8b，该隔热柱8b呈圆柱状，隔热柱8b 上开有三个供支撑管2穿过的孔8bl。所述的一个样品架总成上的支撑管2穿设定位在一 个隔热柱8b上的孔8bl，另一个样品架总成上的支撑管2穿设定位在另一个隔热柱8b上 的孔8bl上，且在各隔热柱8b上均穿设有一连通隔热柱两端的通气管10。
第二个实施例的工作原理即过程如下。
安装试样的过程与第一个实施例相同，该实施例的优点在于可实现不同温度、多 种气氛下电极试样的直流、交流电学性质测试。使用时将进气嘴52和出气嘴53与气氛 控制系统相连，通过气氛控制系统可向密封工作管9内选择性地送入各种气氛，气氛控 制系统是在装置外部采用气瓶加流量计的方式来实现的，由于其是很成熟的技术，因 此在图纸中没有说明。
本发明两根实施例涉及的装置可用于固体氧化物燃料电池与锂离子电池的电解质 与电极材料的交流阻抗及直流电学性质的测量，也可用于其它的离子导体、混合导体 及大多数电介质材料的电学性能测试。
权利要求
1、一种多功能离子导体电学性能测试装置，包括有样品室(1)、至少一个可部分放置在样品室内的样品架总成，其特征在于样品架总成包括数个中空的支撑管(2)、与支撑管(2)相配的套管(3)、接线盒(4)、支架(5)，所述的支架(5)固定在接线盒(4)上，而所述的支撑管(2)一端固定在支架(5)上，所述的套管(3)活动套设在支撑管(2)的另一端，支撑管(2)的外端面设有电极，套管(3)的内端面也设有电极，在支撑管(2)和套管(3)之间还设有一使支撑管(2)外端面与套管(3)内端面始终保持接触趋势的拉簧(6)，所述的支撑管(2)内至少设有两根引线(A)，其中一根引线连通支撑管(2)前端电极及接线盒(4)内部，另一根引线一端连接接线盒(4)，另一端从支撑管(2)的前端穿出后与套管(3)内端面上的电极相连，所述的套管(3)侧部开有一以供试样(7)放置于支撑管(2)外端面与套管(3)内端面之间的槽口(31)。
2、 根据权利要求l所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于所述 的支撑管(2)内设有四根引线(A)，其中一根引线作为电压引线连通支撑管(2)前端电极 及接线盒(4)内部， 一根引线作为电流引线连通支撑管(2)前端电极及接线盒(4)内部，一 根引线作为电压引线一端与接线盒内部相连，另一端从支撑管(2)的前端穿出后与套管 (3)内端面上的电极相连， 一根引线作为电流引线一端与接线盒内部相连，另一端从支 撑管(2)的前端穿出后与套管(3)内端面上的电极相连。
3、 根据权利要求2所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于所述 的样品室(l)为可开启的卧式电阻炉。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在 于所述的样品架总成还包括可将样品室(1)内腔与支架(5)之间阻热隔断的隔热柱( 8a)，所述的支架(5)的前端具有环状安装部(51)，所述的隔热柱(8a)固定在该环状安装 部(51)上，所述的支撑管(2度设定位在该隔热柱(8a)上。
5、 根据权利要求4所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于所述 的样品架总成有二个，其对称设置在样品室(l)两端。
6、 根据权利要求l、 2或3所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在 于所述的样品架总成有二个，其对称设置在样品室(l)两端，该两样品架总成之间还 设有一密封工作管(9)，该密封工作管(9)两端分别与样品架总成中的支架(5)密封套接， 所述的支撑管(2)及套管(3)位于该密封工作管(9)内，在其中一个支架(5)上设有一与密封 工作管(9)相通的进气嘴(52)，另一个支架(5)上设有一与密封工作管(9)相通的出气嘴( 53)。
7、 根据权利要求6所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于所述的密封工作管(9)内间隔设置有两个隔热柱(8b)，所述的一个样品架总成上的支撑管(2)穿设定位在一个隔热柱(8b)上，另一个样品架总成上的支撑管(2)穿设定位在另一个隔 热柱(8b)上，且在各隔热柱(8b)上均穿设有一连通隔热柱(8b)两端的通气管(10)。
8、 根据权利要求l所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于所述 的支撑管(2)通过一连接件(11)固定在支架(5)上，连接件(ll)的两端各设有一穿孔( 111)，所述的拉簧(6)—端钩设在该穿孔(111)上，拉簧(6)的另一端则钩设在套管(3)上。
9、 根据权利要求6所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于所述 的密封工作管(9)用陶瓷或石英材质制成。
10、 根据权利要求1或8所述的多功能离子导体电学性能测试装置，其特征在于 所述的支撑管(2)及套管(3)均用陶瓷材质制成。
全文摘要
一种多功能离子导体电学性能测试装置，包括有样品室、样品架总成，其特征在于样品架总成包括数个中空的支撑管、与支撑管相配的套管、接线盒、支架，套管活动套设在支撑管的另一端，支撑管的外端面设有电极，套管的内端面也设有电极，在支撑管和套管之间还设有一使支撑管外端面与套管内端面始终保持接触趋势的拉簧，所述的支撑管内至少设有两根引线，所述的套管侧部开有一以供试样放置于支撑管外端面与套管内端面之间的槽口。测试时，只需将片状试样夹于支撑管外端面与套管内端面之间，使用方便，利用拉簧的拉力又保证试样电极与支撑管及套管上的电极接触良，还可同时测试多个试样。
文档编号G01R31/00GK101498755SQ200810059618
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月30日 优先权日2008年1月30日
发明者何长荣, 牛金奇, 王丽琴, 王建新, 王蔚国, 静 邵, 陶有堃 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所