粉体材料电极性的测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术粉体材料电极性的测试装置及其测试方法，涉及材料电学性能的测试。该装置由电压输入装置、温度控制装置、样品承载装置和电荷检测输出装置四部分组成，测试方法中ｋ为表征粉体材料样品电极性强弱的系数，ｋ值的计算公式为：，当０＜ｋ≤１时，粉体材料样品无电极性；当１＜ｋ≤１０时，粉体材料样品具有较弱电极性；当ｋ＞１０时，粉体材料样品具有较强电极性。该装置结构简单，使用方便，对粉体材料电极性进行测试的准确度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术方案涉及材料电学性能的测试，具体地说是。
技术介绍
目前，具有电极性的粉体材料在环保、医药、电子、化工和建材等领域获得了广泛应用，特别是在空气净化、重金属离子吸附、人体保健、水体活化、新型建材等方面应用前景广阔，因此对粉体材料电极性强弱的测试评价具有重要的理论研究价值和现实意义，受到了国内外专家的广泛关注。现有技术中对粉体材料的电极性能的测试评价主要可以通过阈值电场、方波或三角波方法直接或间接进行测量，但是这些方法都复杂繁琐，且对设备要求苛刻。目前，尚未出现相对简单和使用方便的检测粉体材料电极性的测试装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该装置结构简单，使用方便，对粉体材料电极性进行测试的准确度高。 本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是 粉体材料电极性的测试装置，由电压输入装置、温度控制装置、样品承载装置和电荷检测输出装置四部分组成，其中电压输入装置由稳压直流电源和两个电极板组成，两个电极板用导线分别与稳压直流电源的正负两极相连；温度控制装置由两支红外加热灯和红外温度探测器组成；样品承载装置由中下部位开有一小孔的硬质管组成；电荷检测输出装置由红外温度探测器、上方的电极片和下方的电极片、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表组成，上下两个电极片用导线分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器的输出端与带有数字表头的灵敏万用表相连接；该测试装置中的两个电极板、两支红外加热灯、红外温度探测器和硬质管均通过通用连接件或铆件按自行设定的图纸固定在一个金属外壳内部，上方的电极片通过橡胶塞固定在硬质管内上端，下方的电极片通过万能胶固定在硬质管的底端，稳压直流电源、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表安置在金属外壳外面。 上述粉体材料电极性的测试装置中，所述电极板为铁片、铜片或铝片电极板，其长度为5～15cm，宽度为5～15cm，厚度为0.1～0.5cm。 上述粉体材料电极性的测试装置中，所述硬质管为陶瓷管或玻璃管，长度为5～15cm，内径为2～4cm，外径为4～6cm，在该硬质管的中下部位所开小孔的半径为0.1～0.5cm。 上述粉体材料电极性的测试装置中，所述上方的电极片和下方的电极片为相同的圆形铁片、铜片或铝片，厚度为0.1～0.5cm，两个电极片面积相等，分别等于硬质管的内截面积。 上述粉体材料电极性的测试装置中，所述金属外壳为长方体，长为20cm，宽为18cm，高为18cm，其材质是厚度为0.1～0.5cm的铁板。 上述粉体材料电极性的测试装置中，所述稳压直流电源、红外加热灯、红外温度探测器、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表都是通过商购获得的公知的仪器。稳压直流电源为东方集团易事特公司生产的WYK-3030直流稳压稳流电源；红外加热灯为杰韦弗公司生产的1600T3红外加热灯；红外温度探测器为广州泰纳电子科技有限公司生产的ST650型红外温度探测器；电荷放大器为绵阳市奇石缘科技有限公司生产的QSY7701L型电荷放大器。 上述粉体材料电极性的测试装置的测试方法，其步骤是 第一步，粉体材料电极性的测试装置的安装 将两个电极板、两支红外加热灯、红外温度探测器和中下部位开有一小孔的硬质管均通过通用连接件或铆件按自行设定的图纸固定在一个金属外壳内，上方的电极片通过橡胶塞固定在硬质管内，下方的电极片通过万能胶固定在硬质管的底端，稳压直流电源、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表安置在金属外壳外面，两个电极板用导线分别与稳压直流电源的两极相连，上下两个电极片用导线分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器的输出端与带有数字表头的灵敏万用表相连接； 第二步，粉体材料电极性的测试装置的调试 打开电荷检测输出装置组成部分，即红外温度探测器、上方的电极片和下方的电极片、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表组成部分电路的电源开关，预热30min，调节电荷放大器的调零旋钮，使得电荷输出值为零，即带有数字表头的灵敏万用表的读数为零； 第三步，填充被测试的粉体材料样品 将被测试的粉体材料样品填充到硬质管内并堆实，该粉体材料样品的两端分别与上下两个电极片相接触； 第四步，测试操作 A.打开两支红外加热灯对该粉体材料样品进行加热，红外温度探测器通过硬质管上的小孔测试该粉体材料样品温度，5～10min后开始记录数据，红外温度探测器测得该粉体材料样品在加热过程中的温度，带有数字表头的灵敏万用表测得该粉体材料样品在加热过程中的电压，以每一时间变化区间2min端点为基准，记录此每个瞬时点所对应的温度值和电压值，测试时间为10～30min，然后关掉两支红外加热灯，让该粉体材料样品自然冷却至室温，测试完毕后，按照电荷放大器设定的转换系数为1×10-12C/mV，将记录到的每个瞬时点所对应的电压值转换为对应的电荷量，然后将所得的全部每个瞬时点对应的电荷量相加，得到两个电极板之间未加电压时测试时间内的极化电荷总量Q2；记录到的测试开始时温度值为T1，记录到的测试结束时温度值为T2。 B.然后打开并调节稳压直流电源，使两个电极板之间的电压为10～50V中某一固定值，重复上述A步的测试步骤，由此测得两个电极板之间加电压时测试时间内的极化电荷总量Q1，记录到的测试开始时温度值T1及记录到的测试结束时温度值T2与上述A步相同。 第五步，粉体材料样品电极性能的计算 规定k为表征粉体材料样品电极性强弱的系数，k值的计算公式为 其中，Q1为两个电极板之间加电压时测试时间内的产生的电荷总量，Q2为两个电极板之间未加电压时测试时间内的电荷总量，单位为C；r为电极片半径，单位为cm；T2为测试结束时温度值，T1为测试开始时温度值，系K氏温度，单位为K；m为修正系数，m＝1012，单位为Kcm2/C； 当0＜k≤1时，粉体材料样品无电极性；当1＜k≤10时，粉体材料样品具有较弱电极性；当k＞10时，粉体材料样品具有较强电极性。 上述粉体材料电极性的测试装置的测试方法中，所用电极板为铁片、铜片或铝片电极板，其长度为5～15cm，宽度为5～15cm，厚度为0.1～0.5cm；所述硬质管为陶瓷管或玻璃管，长度为5～15cm，内径为2～4cm，外径为4～6cm，在该硬质管的中下部位所开小孔的半径为0.1～0.5cm；所用上方的电极片和下方的电极片为圆形铁片、铜片或铝片，厚度为0.1～0.5cm，两个电极片面积相等，分别等于硬质管的内截面积。 上述粉体材料电极性的测试装置的测试方法中，所述粉体材料样品的平均粒径在0.05～100μm之间。 上述粉体材料电极性的测试装置的测试方法中，所用稳压直流电源、红外加热灯、红外温度探测器、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表都是通过商购获得的公知的仪器。稳压直流电源为东方集团易事特公司生产的WYK-3030直流稳压稳流电源；红外加热灯为杰韦弗公司生产的1600T3红外加热灯；温度探测器为广州泰纳电子科技有限公司生产的ST650型红外温度探测器；电荷放大器为绵阳市奇石缘科技有限公司生产的QSY7701L型电荷放大器。 本专利技术的有益效果是 (1)本专利技术的设计原理 粉体材料具有电极性的主要原因是晶体结构的不对称性，表现为当外界环境，包括温本文档来自技高网...

【技术保护点】
粉体材料电极性的测试装置，其特征在于：由电压输入装置、温度控制装置、样品承载装置和电荷检测输出装置四部分组成，其中电压输入装置由稳压直流电源和两个电极板组成，两个电极板用导线分别与稳压直流电源的正负两极相连；温度控制装置由两支红外加热灯和红外温度探测器组成；样品承载装置由中下部位开有一小孔的硬质管组成；电荷检测输出装置由红外温度探测器、上方的电极片和下方的电极片、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表组成，上下两个电极片用导线分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器的输出端与带有数字表头的灵敏万用表相连接；该测试装置中的两个电极板、两支红外加热灯、红外温度探测器和硬质管均通过通用连接件或铆件按自行设定的图纸固定在一个金属外壳内部，上方的电极片通过橡胶塞固定在硬质管内上端，下方的电极片通过万能胶固定在硬质管的底端，稳压直流电源、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表安置在金属外壳外面。

【技术特征摘要】
1.粉体材料电极性的测试装置，其特征在于由电压输入装置、温度控制装置、样品承载装置和电荷检测输出装置四部分组成，其中电压输入装置由稳压直流电源和两个电极板组成，两个电极板用导线分别与稳压直流电源的正负两极相连；温度控制装置由两支红外加热灯和红外温度探测器组成；样品承载装置由中下部位开有一小孔的硬质管组成；电荷检测输出装置由红外温度探测器、上方的电极片和下方的电极片、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表组成，上下两个电极片用导线分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器的输出端与带有数字表头的灵敏万用表相连接；该测试装置中的两个电极板、两支红外加热灯、红外温度探测器和硬质管均通过通用连接件或铆件按自行设定的图纸固定在一个金属外壳内部，上方的电极片通过橡胶塞固定在硬质管内上端，下方的电极片通过万能胶固定在硬质管的底端，稳压直流电源、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表安置在金属外壳外面。2.根据权利要求1所述粉体材料电极性的测试装置，其特征在于所述电极板为铁片、铜片或铝片电极板，其长度为5～15cm，宽度为5～15cm，厚度为0.1～0.5cm。3.根据权利要求1所述粉体材料电极性的测试装置，其特征在于所述硬质管为陶瓷管或玻璃管，长度为5～15cm，内径为2～4cm，外径为4～6cm，在该硬质管的中下部位所开小孔的半径为0.1～0.5cm。4.根据权利要求1所述粉体材料电极性的测试装置，其特征在于所述上方的电极片和下方的电极片为相同的圆形铁片、铜片或铝片，厚度同样为0.1～0.5cm，两个电极片面积相等，分别等于硬质管的内截面积。5.根据权利要求1所述粉体材料电极性的测试装置，其特征在于所述金属外壳为长方体，长为20cm，宽为18cm，高为18cm，其材质是厚度为0.1～0.5cm的铁板。6.粉体材料电极性的测试装置的测试方法，其特征在于步骤是第一步，粉体材料电极性的测试装置的安装将两个电极板、两支红外加热灯、红外温度探测器和中下部位开有一小孔的硬质管均通过通用连接件或铆件按自行设定的图纸固定在一个金属外壳内，上方的电极片通过橡胶塞固定在硬质管内，下方的电极片通过万能胶固定在硬质管的底端，稳压直流电源、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表安置在金属外壳外面，两个电极板用导线分别与稳压直流电源的两极相连，上下两个电极片用导线分别与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器的输出端与带有数字表头的灵敏万用表相连接；第二步，粉体材料电极性的测试装置的调试打开电荷检测输出装置组成部分，即红外温度探测器、上方的电极片和下方的电极片、电荷放大器和带有数字表头的灵敏万用表组成部分电路的电源开关，预热30...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁金生，袁有德，孟军平，丁燕，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]