本實(shí)用新型涉及高精度電性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其是涉及一種微納米顆粒磁組裝的電性能測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

目前，納米技術(shù)基礎(chǔ)理論研究和新材料開(kāi)發(fā)等應(yīng)用研究都得到了快速的發(fā)展，并且在傳統(tǒng)材料、醫(yī)療器材、電子設(shè)備、涂料等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面， 除了納米粉體材料在美國(guó)、日本、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家初步實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)外，納米生物材料、納米電子器件材料、納米醫(yī)療診斷材料等產(chǎn)品仍處于開(kāi)發(fā)研制階段。在當(dāng)前納米電子器件材料應(yīng)用中，許多電性能的試驗(yàn)往往是針對(duì)成品的試驗(yàn)。這樣極大地增大了成本和不可避免的浪費(fèi)。而單一納米顆粒以及納米管是無(wú)法進(jìn)行精確測(cè)量的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種微納米顆粒磁組裝的電性能測(cè)試裝置，通過(guò)微納米導(dǎo)電顆粒和感溫絕緣磁性流體的混合液來(lái)進(jìn)行電性能試驗(yàn)，利用磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)微納米導(dǎo)電顆粒的磁組裝，同時(shí)磁流體又具有良好的密封和散熱功能，極大地提高了微納米顆粒材料測(cè)試的精確性、穩(wěn)定性和可靠性,解決現(xiàn)有的單個(gè)和少量微納米顆粒電測(cè)性無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案。一種微納米顆粒磁組裝的電性能測(cè)試裝置，用于測(cè)試磁組裝后微納米導(dǎo)電顆粒的電性能，包括底座、兩塊導(dǎo)電板、兩塊可調(diào)擋板和可調(diào)電磁線圈。所述底座用于支撐和連接所述可調(diào)擋板，包括底板、支架、導(dǎo)桿和螺桿，所述支架設(shè)置在所述底板上，所述導(dǎo)桿和所述螺桿均穿過(guò)所述兩塊可調(diào)擋板并設(shè)置在所述支架上。所述兩塊導(dǎo)電板分別設(shè)置在所述兩塊可調(diào)擋板上并相向設(shè)置，所述可調(diào)擋板下端設(shè)置有弱磁，利用磁流體自身的零泄漏性能進(jìn)行密封，防止泄漏。所述可調(diào)電磁線圈設(shè)置在所述底座外圍，用于控制磁場(chǎng)方向和大小來(lái)實(shí)現(xiàn)微納米導(dǎo)電顆粒的磁組裝。通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺桿能夠控制兩塊可調(diào)擋板之間的距離，以選擇適合被測(cè)的絕緣磁流體混合液的距離。絕緣磁流體混合液主要用于驅(qū)動(dòng)微納米導(dǎo)電顆粒進(jìn)行磁組裝，在實(shí)驗(yàn)研究中，磁流體中的微納米導(dǎo)電顆粒在一定的磁場(chǎng)作用下，會(huì)出現(xiàn)沿磁感線方向呈線性自組裝性能，因此可以通過(guò)控制磁場(chǎng)的大小和方向?qū)ξ⒓{米導(dǎo)電顆粒成鏈率進(jìn)行控制。

所述可調(diào)擋板上設(shè)置有供所述導(dǎo)桿穿過(guò)的通孔和供所述螺桿穿過(guò)的螺紋孔，所述螺桿上設(shè)置有方向相反的兩段螺紋，所述兩塊可調(diào)擋板的螺紋孔分別設(shè)置在所述兩段螺紋上。

所述底板不具有磁性或?qū)Т判?，所述底板為鋁材或非磁性鋁合金材料。

所述可調(diào)擋板不具有磁性或?qū)Т判裕隹烧{(diào)擋板下端設(shè)置有通槽，所述通槽內(nèi)嵌有磁性材料。通過(guò)通槽內(nèi)磁性材料產(chǎn)生的弱磁場(chǎng)，使可調(diào)擋板實(shí)現(xiàn)零泄漏。

所述螺桿為非磁性材料。

所述可調(diào)電磁線圈可設(shè)置為兩個(gè)小電磁線圈，對(duì)稱設(shè)置在所述兩塊可調(diào)擋板的外側(cè)，所述兩個(gè)小電磁線圈的旋向、電流、電壓相同。

所述可調(diào)電磁線圈也可設(shè)置為一個(gè)大電磁線圈，所述底座設(shè)置在所述大電磁線圈內(nèi)。

本實(shí)用新型的測(cè)試方法包括以下步驟：

S1根據(jù)微納米導(dǎo)電顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)選用不同基質(zhì)的絕緣磁流體；

S2將微納米導(dǎo)電顆粒混入絕緣磁性流體中，并通過(guò)保持劑保持其均勻混合狀態(tài)，制得用于促使微納米導(dǎo)電顆粒磁組裝的絕緣磁流體混合液，備用；

S3進(jìn)行顯微鏡試驗(yàn)，將絕緣磁流體混合液滴在載玻片上并加蓋玻片，擠出氣泡后，用不同磁力大小的永磁鐵進(jìn)行磁組裝試驗(yàn)，通過(guò)顯微鏡測(cè)出自組裝線長(zhǎng)度；

S4根據(jù)顯微鏡觀察結(jié)果進(jìn)行估算，調(diào)整可調(diào)擋板之間距離和磁場(chǎng)大小，磁場(chǎng)大小由可調(diào)電磁線圈的電流電壓大小決定；

S5將絕緣磁流體混合液滴入可調(diào)擋板中間，覆蓋導(dǎo)電板，在磁場(chǎng)開(kāi)啟一段時(shí)間后再將導(dǎo)電板連接外部測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試，即可測(cè)得磁組裝后微納米導(dǎo)電顆粒的電性能，包括電壓、電流、電阻及導(dǎo)電率。

所述絕緣磁流體采用感溫絕緣磁流體，感溫絕緣磁流體混合液具有良好的散熱性。常用的感溫絕緣磁流體有水基、油基、酯基和氟醚油等磁流體，選用時(shí)綜合考慮顆粒直徑和經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇不同磁化強(qiáng)度的磁流體，磁化強(qiáng)度越高，微納米導(dǎo)電顆粒的成鏈率越高，成本越高。

所述步驟S4中，可調(diào)擋板之間距離取顯微鏡試驗(yàn)中微納米導(dǎo)電顆粒鏈長(zhǎng)的近似平均值，在求取近似平均值時(shí)舍棄極短鏈。因?yàn)樵囼?yàn)中極短鏈在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)合成為長(zhǎng)鏈，試驗(yàn)中只需短時(shí)間求得近似平均值，因此可以舍棄。

所述步驟S5中，絕緣磁流體混合液要充分接觸導(dǎo)電板，在測(cè)試之前導(dǎo)電板短接可以測(cè)得設(shè)備整體的電阻值，測(cè)試前通磁場(chǎng)5分鐘以上用于合成長(zhǎng)鏈，合成長(zhǎng)鏈的時(shí)間由顆粒直徑和顆粒物理化學(xué)屬性決定。試驗(yàn)給出經(jīng)驗(yàn)值5分鐘以上80%的短鏈都會(huì)合成為長(zhǎng)鏈，8分鐘以上90%短鏈都會(huì)合成為長(zhǎng)鏈。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)外部磁場(chǎng)對(duì)感溫絕緣磁流體的作用實(shí)現(xiàn)微納米導(dǎo)電顆粒的線性磁組裝，且各個(gè)功能部件各自獨(dú)立，方便后期的檢修和維護(hù)；

對(duì)工作環(huán)境無(wú)特殊要求，由于磁性流體自身的優(yōu)異性能使測(cè)試設(shè)備其極易滿足密封和防泄漏的要求，可適應(yīng)粉塵環(huán)境等各種惡劣工作環(huán)境；

測(cè)試溶液只需要微量的顆粒溶液或懸浮液便可對(duì)微納米導(dǎo)電顆粒進(jìn)行電性能測(cè)量，測(cè)試過(guò)程更經(jīng)濟(jì)，有利于新型材料的開(kāi)發(fā)和電性能測(cè)試。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，等待時(shí)間較短，利于多次試驗(yàn)，只需要微量的顆粒溶液或懸浮液便可對(duì)微納米導(dǎo)電顆粒進(jìn)行電性能測(cè)量，減少材料浪費(fèi)，極大地降低了測(cè)試成本，有利于新型材料的開(kāi)發(fā)和電性能測(cè)試。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的可調(diào)擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例顯微鏡下磁組裝試驗(yàn)結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。本實(shí)用新型的裝置包括底座1、兩塊導(dǎo)電板3、兩塊可調(diào)擋板4和可調(diào)電磁線圈5。底座1包括底板11、支架12、導(dǎo)桿13和螺桿14，支架12設(shè)置在底板11上，導(dǎo)桿13和螺桿14均穿過(guò)兩塊可調(diào)擋板4并設(shè)置在支架12上。兩塊導(dǎo)電板3之間設(shè)置有絕緣磁流體混合液2。兩塊導(dǎo)電板3可采用純銅導(dǎo)電板，分別設(shè)置在兩塊可調(diào)擋板4上并相向設(shè)置，可調(diào)擋板4下端設(shè)置有弱磁，可通過(guò)設(shè)置通槽41并內(nèi)嵌磁性材料實(shí)現(xiàn)，如圖4所示?？烧{(diào)擋板4上設(shè)置有供導(dǎo)桿13穿過(guò)的通孔和供螺桿14穿過(guò)的螺紋孔，螺桿14上設(shè)置有方向相反的兩段螺紋，兩塊可調(diào)擋板4的螺紋孔分別設(shè)置在兩段螺紋上。螺桿14的端部可設(shè)置手輪15，用于旋轉(zhuǎn)螺桿14?？烧{(diào)電磁線圈5設(shè)置在底座1外圍，可設(shè)置為兩個(gè)小電磁線圈，對(duì)稱設(shè)置在兩塊可調(diào)擋板4的外側(cè)，兩個(gè)小電磁線圈的旋向、電流、電壓必須相同。

實(shí)施例，采用本實(shí)用新型，可以根據(jù)不同的實(shí)際需求，進(jìn)行快速電性能測(cè)試，包括以下步驟：

第一步，根據(jù)微納米導(dǎo)電顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)選用不同基質(zhì)的絕緣磁流體，一般常用感溫絕緣磁流體，因?yàn)楦袦亟^緣磁流體混合液具有良好的散熱性，常用的感溫絕緣磁流體有水基、油基、酯基和氟醚油等磁流體，選用時(shí)綜合考慮顆粒直徑和經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇不同磁化強(qiáng)度的磁流體；

第二步，制備用于促使微納米導(dǎo)電顆粒磁組裝的感溫絕緣磁流體混合液，將一定量的微納米導(dǎo)電顆?；烊敫袦亟^緣磁性流體，并通過(guò)保持劑（如：苯乙烯）保持其均勻混合狀態(tài)，將混合液裝入棕色玻璃試劑瓶中備用；

第三步，進(jìn)行顯微鏡試驗(yàn)，在顯微鏡試驗(yàn)中，將被測(cè)混合液滴在載玻片上并加蓋玻片，擠出氣泡后，用不同磁力大小的永磁鐵進(jìn)行磁組裝試驗(yàn)，測(cè)出自組裝線長(zhǎng)度，磁組裝試驗(yàn)顯微鏡結(jié)果如圖5所示；

第四步，根據(jù)顯微鏡觀察結(jié)果進(jìn)行估算，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪調(diào)整兩塊可調(diào)擋板之間距離，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電磁線圈的電流電壓大小調(diào)整磁場(chǎng)大?。?/p>

第五步，將被測(cè)混合液滴入兩塊可調(diào)擋板之間，盡量多的覆蓋導(dǎo)電板，開(kāi)啟已經(jīng)調(diào)整好的電磁線圈，使磁場(chǎng)穩(wěn)定開(kāi)啟一段時(shí)間。

第六步，在磁場(chǎng)開(kāi)啟一段時(shí)間后再將導(dǎo)電板連接外部測(cè)試裝置，即可測(cè)得磁組裝后微納米導(dǎo)電顆粒的電壓、電流、電阻及導(dǎo)電率；

第七步，取出如圖3所示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，先用相應(yīng)的磁流體基液進(jìn)行稀釋清洗，如水基、油基、酯基和氟醚油等磁流體就用相應(yīng)的水、油、酯和氟醚油等基液進(jìn)行清洗，最后再用去離子水清洗，干燥。