【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电阻率测试，特别是涉及一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置及方法。
技术介绍
1、液态作为物质存在的主要形态之一，无论是冶炼、铸造，还是非晶、准晶、纳米晶的制备，或是具有先进性能的功能材料的获得，都会涉及到物质的液体状态。
2、大量研究结果表明，当金属材料由液态转变为固态的过程中，金属材料的液态结构会对固体形貌和性能产生影响，因此深刻认识和了解金属材料的液态结构，也成为了材料学与凝聚态物理学领域追求的目标。
3、只有对液态物质的粘度、流动性、表面张力、密度、电阻率等性质具有更深刻的认识，才能更好的促进金属材料成型工艺的改进，并进一步改善金属及合金的固态组织和性能，用以提高经济效益。
4、目前，液态物质的研究方法主要分为直接测试法、计算机模拟法和间接测试法。针对直接测试法来说，主要包括x射线衍射法、中子衍射法、电子衍射法、扩展x射线精细结构吸收技术法等；针对计算机模拟法来说，主要包括ab从头计算法、分子动力学模拟法、montecalo模拟计算法等；针对间接测试法来说，由于液态物质的多项物性参数与液态金属结构有直接关系，因此可以通过测量液态物质的内耗、电阻率、润湿角、热电势、密度、粘度、表面张力、等压膨胀系数等物性参数，间接对液态金属结构进行研究。
5、以电阻率为例，其作为体现液态金属电性能的物性参数，可实时反映金属材料的结构变化、电子与原子状态等。因此，为了开展相关研究工作，寻找合适的液态物质电阻率测量装置及方法十分必要。
6、然而，金属材料的液态结
7、目前，适合液态物质电阻率测量的方法主要有四电极法和旋转磁场法，适合液态物质电阻率测量的设备也主要基于四电极法和旋转磁场法进行设计。但是，现有基于四电极法设计的液态物质电阻率测量设备，电极普遍采用位置固定结构，无法满足电极间距改变时的测试要求，同时存在测量精度低的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置及方法，基于四电极法进行设计，能够对四根电极进行准确定位，能够根据试验需要调整四根电极的间距，保证四根电极精准的分布在一条直线上，减小接触电阻和热电电压对测试结果可靠性的影响，杜绝电极间发生相互接触导电的隐患，有效提高测量精度。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，包括测试箱、电极定位夹具、四电极组、液态物质容器、加热器、电信号采集器、抽真空设备及保护气氛注入设备；所述加热器固设在测试箱内部底侧；所述液态物质容器位于测试箱内部且固设在加热器正上方；所述电极定位夹具位于测试箱内部且固设在液态物质容器斜上方；所述四电极组安装在电极定位夹具上，四电极组一端插入液态物质容器内部，四电极组另一端密封穿出测试箱；所述电信号采集器位于测试箱外部且与穿出测试箱的四电极组电连接；所述抽真空设备位于测试箱外部且与测试箱内部导通；所述保护气氛注入设备位于测试箱外部且与测试箱内部导通。
3、所述电极定位夹具通过夹具承载台与测试箱进行装配，夹具承载台与测试箱为一体式固定结构。
4、所述电极定位夹具整体采用四级台阶式块体结构，电极定位夹具的四级台阶侧立面中部均设有贯通式的电极插装孔，分别记为第一电极插装孔、第二电极插装孔、第三电极插装孔及第四电极插装孔，四个电极插装孔之间等间距分布。
5、所述四电极组中的四根电极分别记为第一电极、第二电极、第三电极及第四电极，四根电极均为l型结构，第一电极与第一电极插装孔配合，第二电极与第二电极插装孔配合，第三电极与第三电极插装孔配合，第四电极与第四电极插装孔；所述四电极组中的四根电极在与四个电极插装孔完成插接装配后，四根电极的竖直入液端分布在一条直线上。
6、所述液态物质容器采用坩埚式结构，液态物质容器通过平板式容器承载台与测试箱进行装配，在平板式容器承载台上固设有容器限位块，平板式容器承载台与测试箱为一体式固定结构。
7、在所述液态物质容器的封盖上开设有四电极组穿过孔，四电极组穿过孔的位置与四电极组的竖直入液端位置一一对应。
8、所述加热器采用盘式结构，加热器通过加热器承载台与测试箱进行装配，加热器上方配套有测温热电偶，测温热电偶的导线端密封穿出测试箱；所述加热器承载台与测试箱为一体式固定结构。
9、所述抽真空设备包括机械泵、分子泵、真空计、第一阀门及第二阀门；所述机械泵与分子泵并联布置，机械泵的抽气口与分子泵的抽气口汇接后与测试箱上的真空排气口密封连通；所述第一阀门设置在机械泵的抽气口处；所述第二阀门设置在分子泵的抽气口处；所述真空计设置在测试箱的真空排气口处。
10、所述保护气氛注入设备包括惰性气体容器、压力表及第三阀门；所述惰性气体容器的出气口与测试箱上的保护气氛注气口密封连通；所述第三阀门设置在惰性气体容器的出气口处；所述压力表设置在测试箱的保护气氛注气口处。
11、一种高温液态物质电阻率测试方法，采用了所述的电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，包括如下步骤：
12、步骤一：将待测样品置于液态物质容器内；
13、步骤二：根据电极间距要求选择相适配的电极定位夹具，在电极定位夹具上装入四电极组；
14、步骤三：将装有待测样品的液态物质容器送入测试箱内固定；
15、步骤四：将安装有四电极组的电极定位夹具送入测试箱内固定，四电极组密封穿出测试箱后接入电信号采集器，四电极组的竖直入液端穿过液态物质容器封盖伸入样品中；
16、步骤五：封闭测试箱，将测试箱的真空排气口密封接入抽真空设备，将测试箱的保护气氛注气口接入保护气氛注入设备；
17、步骤六：启动抽真空设备，对测试箱内部腔室抽真空；
18、步骤七：启动保护气氛注入设备，向测试箱内部腔室注入保护气氛；
19、步骤八：启动加热器，将液态物质容器内的样品加热至设定温度，同时启动电信号采集器，通过四电极组采集电信号并传输至电信号采集器，通过采集的电信号得出电阻率数据。
20、本专利技术的有益效果：
21、本专利技术的电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置及方法，基于四电极法进行设计，能够对四根电极进行准确定位，能够根据试验需要调整四根电极的间距，保证四根电极精准的分布在一条直线上，减小接触电阻和热电电压对测试结果可靠性的影响，杜绝电极间发生相互接触导电的隐患，有效提高测量精度。
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1.一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：包括测试箱、电极定位夹具、四电极组、液态物质容器、加热器、电信号采集器、抽真空设备及保护气氛注入设备；所述加热器固设在测试箱内部底侧；所述液态物质容器位于测试箱内部且固设在加热器正上方；所述电极定位夹具位于测试箱内部且固设在液态物质容器斜上方；所述四电极组安装在电极定位夹具上，四电极组一端插入液态物质容器内部，四电极组另一端密封穿出测试箱；所述电信号采集器位于测试箱外部且与穿出测试箱的四电极组电连接；所述抽真空设备位于测试箱外部且与测试箱内部导通；所述保护气氛注入设备位于测试箱外部且与测试箱内部导通。
2.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述电极定位夹具通过夹具承载台与测试箱进行装配，夹具承载台与测试箱为一体式固定结构。
3.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述电极定位夹具整体采用四级台阶式块体结构，电极定位夹具的四级台阶侧立面中部均设有贯通式的电极插装孔，分别记为第一电极插装孔、第二电极插装孔、第三电极
4.根据权利要求3所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述四电极组中的四根电极分别记为第一电极、第二电极、第三电极及第四电极，四根电极均为L型结构，第一电极与第一电极插装孔配合，第二电极与第二电极插装孔配合，第三电极与第三电极插装孔配合，第四电极与第四电极插装孔；所述四电极组中的四根电极在与四个电极插装孔完成插接装配后，四根电极的竖直入液端分布在一条直线上。
5.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述液态物质容器采用坩埚式结构，液态物质容器通过平板式容器承载台与测试箱进行装配，在平板式容器承载台上固设有容器限位块，平板式容器承载台与测试箱为一体式固定结构。
6.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：在所述液态物质容器的封盖上开设有四电极组穿过孔，四电极组穿过孔的位置与四电极组的竖直入液端位置一一对应。
7.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述加热器采用盘式结构，加热器通过加热器承载台与测试箱进行装配，加热器上方配套有测温热电偶，测温热电偶的导线端密封穿出测试箱；所述加热器承载台与测试箱为一体式固定结构。
8.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述抽真空设备包括机械泵、分子泵、真空计、第一阀门及第二阀门；所述机械泵与分子泵并联布置，机械泵的抽气口与分子泵的抽气口汇接后与测试箱上的真空排气口密封连通；所述第一阀门设置在机械泵的抽气口处；所述第二阀门设置在分子泵的抽气口处；所述真空计设置在测试箱的真空排气口处。
9.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述保护气氛注入设备包括惰性气体容器、压力表及第三阀门；所述惰性气体容器的出气口与测试箱上的保护气氛注气口密封连通；所述第三阀门设置在惰性气体容器的出气口处；所述压力表设置在测试箱的保护气氛注气口处。
10.一种高温液态物质电阻率测试方法，采用了权利要求1所述的电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：包括测试箱、电极定位夹具、四电极组、液态物质容器、加热器、电信号采集器、抽真空设备及保护气氛注入设备；所述加热器固设在测试箱内部底侧；所述液态物质容器位于测试箱内部且固设在加热器正上方；所述电极定位夹具位于测试箱内部且固设在液态物质容器斜上方；所述四电极组安装在电极定位夹具上，四电极组一端插入液态物质容器内部，四电极组另一端密封穿出测试箱；所述电信号采集器位于测试箱外部且与穿出测试箱的四电极组电连接；所述抽真空设备位于测试箱外部且与测试箱内部导通；所述保护气氛注入设备位于测试箱外部且与测试箱内部导通。
2.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述电极定位夹具通过夹具承载台与测试箱进行装配，夹具承载台与测试箱为一体式固定结构。
3.根据权利要求1所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述电极定位夹具整体采用四级台阶式块体结构，电极定位夹具的四级台阶侧立面中部均设有贯通式的电极插装孔，分别记为第一电极插装孔、第二电极插装孔、第三电极插装孔及第四电极插装孔，四个电极插装孔之间等间距分布。
4.根据权利要求3所述的一种电极间距可调式高温液态物质电阻率测试装置，其特征在于：所述四电极组中的四根电极分别记为第一电极、第二电极、第三电极及第四电极，四根电极均为l型结构，第一电极与第一电极插装孔配合，第二电极与第二电极插装孔配合，第三电极与第三电极插装孔配合，第四电极与第四电极插装孔；所述四电极组中的四根电极在与四个电极插装孔完成插接装配后，四根电极的竖直入液端分布在一条直线上。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁，刘文朝，袁双，王凯，刘晓明，王强，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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