一种多物理场下流体材料的光、电性能测试装置及方法

1.本发明涉及材料测试技术领域，特别是涉及一种多物理场下流体材料的光、电性能测试装置及方法。


背景技术：

2.雷达是现代战争中的“千里眼”，移相器是雷达的核心部件。随着现代战争日益向着数字化、自适应化、智能化和多功能化的方向发展，研制出一种集铁氧体和铁电移相器的优点于一身的新型移相器迫在眉睫。利用多铁性材料的磁电耦合效应有望制作出性能优异的新型磁电移相器。实现该技术的前提和基础是室温下具有强磁电耦合效应的材料。核壳结构磁电复合材料因核壳界面占比大而更易实现强耦合，但其磁/极化方向难以改变，制约了磁电耦合效应的增强。本团队独辟蹊径，利用液体中磁/电偶极子在外场下可转动进而改变其磁/极化方向这一特点，将核壳结构磁电复合微粒分散于液体中构建多铁性液体，通过电/磁场作用改变微粒磁/极化方向以增强磁电耦合。
3.所谓的多铁性液体(或者叫多铁性流体)(multiferroic fluids，multiferroic liquid)，并非是指严格意义上的“液态”multiferroic性材料，而是指由粒径在10nm左右的具有多铁性的微粒均匀分散在基液中(fluid carrier)，通过吸附离子(电荷排斥力)或在表面带上长链分子(位力)达到抗团聚而形成的稳定的胶体体系。纳米微粒通常是指具有多铁性的纳米微粒或纳米线，基液通常是水、有机液体或者有机水溶液。
4.相对于固态的多铁材料而言，多铁液体具有如下特点：1、多铁材料具有可流动性，其形态是无定形的；2、多铁性微粒由于同时具有铁电性和磁性，因此在电场或磁场作用下，具有多铁性的微粒能够发生转动，而且由于在液体中，所以其矫顽场会比较小，由于布朗运动，在电场或磁场下的转向更容易。3、在电场或磁场作用下，固态多铁材料中电畴的取向只能沿着接近于电场方向的某些取向，并不一定沿着电场方向，而对于铁电性液体而言，由于铁电微粒可以在液体中自由转动，因此其电畴的取向可以完全沿着电场方向。
5.虽然多铁性液体同时具有铁电性、磁性和流动性，因此也许会具有许多独特的电学、磁学、流体力学、光学和声学特性，但是由于多铁性液体同时具有固体多铁性材料的磁电性能、又具有液体的流动性。因此，测量多铁性液体的性能不但需要测量电学性能，还需要测量磁学性能，同时，还需要考虑到液体的流动性。因此，不能照搬普通固体材料的测量装置。虽然我们之前发明了一种测试多铁性液体性能的装置，然而之前的装置无法在多场(电场、磁场、温度、光照)下测试它的电性能、磁性能、光学性能以及磁电耦合效应。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多物理场下流体材料的光、电性能测试装置及方法，可在多场下测试多铁性液体材料的光、电性能测。
7.本发明的目的是这样实现的：
8.一种多物理场下流体材料的光、电性能测试装置，
9.包括流体密封装置，以及中心带孔的加热台、电磁铁，所述加热台、电磁铁与流体密封装置同心设置；
10.所述流体密封装置包括绝缘筒，以及密封设置在绝缘筒两端的透明电极，绝缘筒、透明电极围合成流体密封腔，用于密封流体；
11.所述电磁铁的内径大于流体密封装置的外径，电磁铁套在流体密封装置下部，用于施加电磁场，所述加热台放置在流体密封装置上，用于施加温度场。
12.优选地，所述透明电极与绝缘筒粘接固定。
13.优选地，还包括中心带孔的工作台，所述流体密封装置、电磁铁放置在该工作台上，工作台的孔与流体密封装置同轴心线。
14.优选地，所述加热台的外径等于流体密封装置的外径。
15.一种多物理场下材料的光、电性能测试方法，包括测试装置，
16.准备光信号发生器、光信号接收器，所述光信号发生器、光信号接收器与流体密封装置同轴设置，电磁铁施加测试所需电磁场，加热台施加测试所需温度场，通过光信号发生器施加测试所需光场，将两透明电极分别通过导线连接电源，形成电容器施加测试所需电场；将两透明电极分别通过导线连接测试仪器，进而测试流体材料光、电性能。
17.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
18.可在多场(电场、磁场、光场、温度)下测试多铁性液体材料的电性能以光性能及磁电耦合效应。此装置还可以用于测试多物理场下其它液体(溶液、磁性液体、电流变液等)以及气体、固体(比如陶瓷)的性能，适用范围很广，尤其在多铁性液体材料测试方面得到推广和应用。
19.结构简单，方便组合、拆卸。
附图说明
20.图1为流体密封装置的装配示意图；
21.图2为加热台的装配示意图；
22.图3为本发明的装配示意图。
23.附图标记
24.附图中，1为绝缘筒，2为透明电极，3为加热台，4为电磁铁，5为光信号发生器，6为光信号接收器。
具体实施方式
25.参见图1-图3，一种多物理场下流体材料的光、电性能测试装置，包括流体密封装置，以及中心带孔的加热台、电磁铁，所述加热台、电磁铁与流体密封装置同心设置；所述流体密封装置包括绝缘筒，以及密封设置在绝缘筒两端的透明电极，绝缘筒、透明电极围合成流体密封腔，用于密封流体(气体或液体)；本实施例中，所述透明电极与绝缘筒粘接固定。所述电磁铁的内径大于流体密封装置的外径，电磁铁套在流体密封装置下部，用于施加电磁场，所述加热台的外径等于流体密封装置的外径。所述加热台放置在流体密封装置上，用于施加温度场。
26.还包括中心带孔的工作台(未示出)，所述流体密封装置、电磁铁放置在该工作台
上，工作台的孔与流体密封装置同轴心线。
27.一种多物理场下材料的光、电性能测试方法，包括测试装置，
28.准备光信号发生器、光信号接收器，所述光信号发生器、光信号接收器与流体密封装置同轴设置，电磁铁施加测试所需电磁场，加热台施加测试所需温度场，通过光信号发生器施加测试所需光场，将两透明电极分别通过导线连接电源，形成电容器施加测试所需电场；将两透明电极分别通过导线连接测试仪器，进而测试流体材料光、电性能。
29.制作方法：
30.按照图1所示的步骤，两片透明电极与绝缘筒用胶粘起来，或将两片电极直接用胶粘起来，就得到上下为透明电极、里面可装液体、气体的小装置。然后，将中心带孔的加热台、中心带孔的电磁铁或电磁铁、上下为透明电极的薄膜或上下为透明电极、边缘绝缘空心的流体密封装置(可以装液体和气体)、与中心带孔的加热台安装起来，就得到可测试多物理场(电场、磁场、温度、光照)下材料电学性能、光学性能(比如光的透射率、偏振等性能)的装置，如图3所示。如果把图1上图中可封装液体的装置换成带上下电极的薄膜，就可以测试薄膜的电、光性能。
31.可测试多物理场(电场、磁场、温度、光照)下材料电学性能、光学性能(比如光的透射率、偏振等性能)。
32.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。