用于易吸湿、高活性氢化物材料介电性能测试的装样装置的制作方法

1.本发明涉及材料介电性能测试技术领域，特别是涉及用于易吸湿、高活性氢化物材料介电性能测试的装样装置。


背景技术：

2.介电性能是描述物质在电磁场中电特性的重要宏观参数，决定被加热物质中电场的分布及物质与微波相互作用的机制。介电性能数据的准确性是研究材料性能演变机理以及质量把控的重要保障。在微波烧结技术中，影响材料微波烧结效果的核心是材料自身的介电性能。目前普遍认为介电常数表征材料的吸波能力，介电损耗因子决定了微波能量在材料中的原位转化能力，二者共同决定了微波烧结过程中的升温行为和加热模式，进而通过影响烧结组织的微结构而决定材料的力学性能。因此，测量材料的介电性能对指导微波烧结至关重要。
3.材料介电性能的测试一般采用谐振腔微扰法。测量时把待测样品放置在腔体中电场或磁场最强的地方，然后利用矢量网络分析仪测量出加载样品前后的谐振频率和品质因数的改变，最后算出待测样品的介电性能。目前为止，谐振腔微扰法介电性能测试系统都为开放式体系，无法在真空或者保护气氛下进行材料介电性能的测试。
4.然而，随着微波烧结技术的广泛应用，多类材料(如金属氢化物材料、轻金属材料和贵金属材料等)都已利用微波烧结技术提升性能。但易吸湿、高活性的氢化物材料具有非常活泼的化学特性，暴露于开放体系中时，易与空气中的水分子发生反应，进而影响介电性能测试结果和微波烧结效果。因此，常规的开放式谐振腔微扰法介电性能测试系统无法满足易吸湿、高活性的氢化物材料介电性能的测试，且存在较大的安全隐患。
5.因此，现在亟需设计一种用于易吸湿、高活性氢化物材料介电性能测试的装样装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供用于易吸湿、高活性氢化物材料介电性能测试的装样装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现在真空或保护气氛下对易吸湿、高活性氢化物材料介电性能的精确测试，具有良好的应用效果。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供用于易吸湿、高活性氢化物材料介电性能测试的装样装置，包括谐振腔微扰法介电性能测试系统和装样装置，所述装样装置包括底管，接头组件和活塞接头；
8.所述接头组件一端安装于所述底管管口处；所述接头组件另一端与所述活塞接头一端固定连接；所述底管内设置有样品。
9.所述接头组件包括第一螺帽，第二螺帽，外丝接头和卡套；所述外丝接头内部中空，且所述外丝接头外壁两端均开设有外螺纹；所述外丝接头一端通过所述第一螺帽和一所述卡套限定有所述底管；所述卡套设置有两个，分别设置于所述第一螺帽和第二螺帽内；
所述外丝接头另一端通过所述第二螺帽和另一所述卡套限定有所述活塞接头。
10.所述卡套内径，底管外径，活塞接头外径与所述外丝接头内径均尺寸相同。
11.所述卡套，所述外丝接头与底管连接处还设置有密封圈；所述卡套，所述外丝接头与活塞接头支路连接处也还设置有所述密封圈。
12.所述密封圈为tube材质的o型圈。
13.所述活塞接头为t形三通活塞阀；所述活塞接头的阀体为高硼硅材质，所述活塞接头的活塞为聚四氟材质；所述活塞接头的三支路内外径相同且无螺纹。
14.所述底管为石英管；所述底管的尺寸为外径4-10mm，内径2-8mm，长度30-50cm。
15.本发明公开了以下技术效果：本发明通过底管，接头组件和活塞接头的组合，既保留了原有装样装置的测试功能，又适合于易吸湿、高活性氢化物材料的轻松装样；解决了现有谐振腔微扰法介电性能测试系统只能在开放式体系进行介电性能测试的问题，实现了易吸湿、高活性氢化物材料在真空或保护气氛下进行介电性能测试的目标，同时提高了实验操作安全性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为整体结构示意图；
18.图2为结构放大图；
19.图3为装样装置测试的介电常数数据图(25℃～725℃；ar保护条件)；
20.其中，1、底管；2、第一螺帽；3、外丝接头；4、第二螺帽；5、活塞接头；6、卡套；7、密封圈。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
23.本发明提供用于易吸湿、高活性氢化物材料介电性能测试的装样装置，包括谐振腔微扰法介电性能测试系统和装样装置，装样装置包括底管1，接头组件和活塞接头5；
24.接头组件一端安装于底管1管口处；接头组件另一端与活塞接头5一端固定连接；底管1内设置有样品。
25.接头组件包括第一螺帽2，第二螺帽4，外丝接头3和卡套6；外丝接头3内部中空，且外丝接头3外壁两端均开设有外螺纹；外丝接头3一端通过第一螺帽2和一卡套6限定有底管1；卡套6设置有两个，分别设置于第一螺帽2和第二螺帽4内；外丝接头3另一端通过第二螺
帽4和另一卡套6限定有活塞接头5。
26.卡套6内径，底管1外径，活塞接头5外径与外丝接头3内径均尺寸相同。
27.卡套6，外丝接头3与底管1连接处还设置有密封圈7；卡套6，外丝接头3与活塞接头5支路连接处也还设置有密封圈7。
28.密封圈7为tube材质的o型圈。
29.活塞接头5为t形三通活塞阀；活塞接头5的阀体为高硼硅材质，活塞接头5的活塞为聚四氟材质；活塞接头5的三支路内外径相同且无螺纹。
30.底管1为石英管；底管1的尺寸为外径4-10mm，内径2-8mm，长度30-50cm。
31.在本发明的一个实施例中，外丝接头3为六角双外丝转接头，且为不锈钢材质。
32.在本发明的一个实施例中，密封圈7起到耐高压、防泄漏的作用。
33.在本发明的一个实施例中，活塞接头5还可连接介电系统、保护气体或缓冲装置，实现易吸湿、高活性氢化物材料需求的真空或保护气氛条件。
34.在本发明的一个实施例中，参照图1，本发明提供一种适用于易吸湿、高活性氢化锂lih材料介电性能测试的装样装置，适用于谐振腔微扰法介电性能测试系统，其结构如图所示，包括自下而上的圆底石英管、接头组件和t型三通活塞接头三部分；底管1的尺寸为外径6mm，内径4mm，长度50cm；不锈钢材质的第一螺帽2和第二螺帽4和一个不锈钢材质的六角双外丝接头3之间存在tube材质的密封圈7，起到耐高压、防泄漏的作用；
35.底管1的外径、第一螺帽2和第二螺帽4的内径和不锈钢材质的外丝接头3的内径以及活塞接头5三支的外径尺寸皆为6mm。
36.在使用时，由于氢化锂的易吸湿和高活性，介电性能测试的装样装置的装样与安装都在充满高纯ar的手套箱中进行。首先将待测氢化锂样品装入外径为6mm，内径为4mm，长度为50cm的底管1，参照图1安装在底管1的管口位置，并和活塞接头5的其中一支连接。旋转活塞接头5的聚四氟活塞使其处于封闭状态。将装有易吸湿、高活性氢化锂的装样装置从手套箱取出。此时，易吸湿、高活性氢化锂一直出于ar保护气氛环境。随即将装有易吸湿、高活性氢化锂的装样装置安装至谐振腔微扰法介电性能测试系统中，进行25℃-725℃的介电性能测试。图3所示即为在25℃-725℃，ar保护条件下，利用易吸湿、高活性氢化锂材料介电性能测试的装样装置测试的介电常数数据图。
37.在本发明的一个实施例中，本发明提供一种适用于易吸湿、高活性氢化钙(cah)材料介电性能测试的装样装置，在使用时，由于氢化钙的易吸湿和高活性，介电性能测试的装样装置的装样与安装都在充满高纯n2的手套箱中进行。首先将待测氢化锂样品装入外径为6mm，内径为4mm，长度为50cm的底管1，将第一螺帽2和第二螺帽4的内径和密封圈7安装在底管1的管口位置，并和活塞接头5的其中一支连接。旋转t型三通活塞接头的聚四氟活塞使其处于封闭状态。将装有易吸湿、高活性氢化钙的装样装置从手套箱取出。此时，易吸湿、高活性氢化钙一直出于n2保护气氛环境。随即将装有易吸湿、高活性氢化锂的装样装置安装至谐振腔微扰法介电性能测试系统中，进行25℃-1000℃的介电性能测试。即可得到利用易吸湿、高活性氢化钙材料介电性能测试的装样装置测试的介电性能。
38.在本发明的一个实施例中，与上一实施例的区别在于本发明提供一种适用于易吸湿、高活性氢化钙(cah)材料介电性能测试的装样装置，适用于谐振腔微扰法介电性能测试系统。底管1的尺寸为外径8mm，内径6mm，长度50cm。
39.在使用时，由于氢化钙的易吸湿和高活性，介电性能测试的装样装置的装样与安装都在充满高纯n2的手套箱中进行。首先将待测氢化锂样品装入底管1内，将第一螺帽2和第二螺帽4的内径和密封圈7安装在底管1的管口位置，并和活塞接头5的其中一支连接。旋转t型三通活塞接头的聚四氟活塞使其处于封闭状态。将装有易吸湿、高活性氢化钙的装样装置从手套箱取出。此时，易吸湿、高活性氢化钙一直出于n2保护气氛环境。随后，将t型三通活塞接头的其中一支连接连接真空系统，开启真空系统抽真空，再旋转t型三通活塞接头的聚四氟活塞使圆底石英管与真空系统气路相通。待抽真空完毕后，先旋转t型三通活塞接头的聚四氟活塞使其处于封闭状态，再关闭真空系统。使氢化钙基于真空条件下进行测试。
40.底管1的外径、第一螺帽2和第二螺帽4的内径和不锈钢材质的外丝接头3的内径以及活塞接头5三支的外径尺寸皆为8mm。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。