一种薄膜材料相变温度的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种薄膜材料相变温度的测量装置，包括：光学组件；真空腔，所述真空腔的顶部开设有入光孔，所述入光孔与所述光学组件的入射光线相对设置；高温炉，所述高温炉设置于所述真空腔内，所述高温炉的底部和侧向均安装有电阻加热片，所述电阻加热片通过导线与电源连接；样品室，所述样品室设置于所述高温炉内，所述样品室通过导热结构与所述电阻加热片导热连接，且样品放置于所述样品室内，热电偶内嵌于所述样品室中，并通过探头与所述样品相接触。其提高了薄膜材料相变温度的测量准确性。测量准确性。测量准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜材料相变温度的测量装置


[0001]本技术涉及薄膜材料性能测量方法
，具体涉及一种薄膜材料相变温度的测量装置。

技术介绍

[0002]本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
[0003]由于薄膜材料的性能不同于块体，受尺寸、应力、膜厚等多种因素的影响，相变温度的准确测量对制备、开发性能优异的薄膜材料具有重要的意义。传统的研究薄膜相变温度特征的方法，一是理论上利用热力学方程进行推算，二是实验上采用薄膜材料随温度变化过程中，光学、声学等其他性质的改变来获取其相变温度。
[0004]目前，薄膜材料相变温度的测量装置包括高温炉腔、红外加热器、用于放置样品的支撑架和热电偶，支撑架与高温炉腔的腔门相连接。在测量时，将样品置于密闭的高温炉腔内，热电偶置于薄膜材料样品表面，通过红外加热器对薄膜材料进行加热，同时记录样品表面反射光功率，并绘制曲线。由于薄膜材料发生相变时，其反射光功率会发生明显改变，因此曲线上的拐点即为薄膜材料的相变点，所对应的温度即为相变温度。
[0005]但是，现有的测量装置中，样品放置在支撑架上，且支撑架与高温炉腔的腔门相连接，则每次进样时都会造成样品位置的移动；在加热过程中，由于热胀冷缩原理支撑架也会发生微小的形变，并导致样品位置的变化，从而由于样品位置改变引起光路变化，对测量准确性造成影响。而由于样品是放置在支撑架上进行送样的，每次测量时样品的位置会改变，需要手动调节光路，这样就无法保证测量结果的一致性。
[0006]并且，目前高温炉的加热方式通常为红外加热，其使高温炉内的温场呈线性分布，这就会造成薄膜表面的实际温度与热电偶的测量温度不一致，且在重复测量过程中，会导致相变温度测量的不准确。且红外加热时，四个红外加热管分布在样品的四个方向，由于其是线性辐射加热，四个加热管会存在一定的分布差异，因此会导致温度分布的不均匀，影响测量结果的准确性。
[0007]同时，在测量过程中，只是将热电偶探头放置在样品表面，在测量过程中即认定为两者接触。而在实际测量过程中，热电偶的探头与样品无接触压力，因此这种测温方式所测量的不是样品表面的真实温度，也大大影响了薄膜材料相变温度的准确测量。且测量时，只采用一个热电偶的探头对样品表面的一个点进行温度测量，而样品是有一定的面积的，所测量的温度不能完全表征样品表面的实际温度。
[0008]另外，现有技术中使用的是石英玻璃管作为真空腔体，一方面使用石英管会造成腔内真空度不高，进而使样品在加热过程中氧化，其氧化物会污染管避，造成光的透射率降低；另一方面，玻璃管的圆形结构，要求激光必须在石英管中心点垂直入射，造成光路调节困难；并且，高温炉内的真空度较低，且未进行充填惰性保护气体，所以会导致样品在加热过程中氧化，造成测量结果的不准确，且其温场分布的均匀性与稳定性对测量结果的准确性有影响。

技术实现思路

[0009]为此，本技术实施例提供一种薄膜材料相变温度的测量装置，以解决现有技术中薄膜材料相变温度测量结果准确性较差的技术问题。
[0010]为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
[0011]一种薄膜材料相变温度的测量装置，包括：
[0012]光学组件；
[0013]真空腔，所述真空腔的顶部开设有入光孔，所述入光孔与所述光学组件的入射光线相对设置；
[0014]高温炉，所述高温炉设置于所述真空腔内，所述高温炉的底部和侧向均安装有电阻加热片，所述电阻加热片通过导线与电源连接；
[0015]样品室，所述样品室设置于所述高温炉内，所述样品室通过导热结构与所述电阻加热片导热连接，且样品放置于所述样品室内，热电偶内嵌于所述样品室中，并通过探头与所述样品相接触。
[0016]进一步地，所述光学组件包括：
[0017]支撑架；
[0018]激光发生器，所述激光发生器安装于所述支撑架的顶部；
[0019]分光镜，所述激光发生器发出的光线经所述分光镜分光后形成所述入射光线和反射光线，所述入射光线经所述入光孔射入所述样品室中的所述样品上；
[0020]光电探测器，所述光电探测器接收所述反射光线，以通过所述光电探测器获取反射率。
[0021]进一步地，所述光学组件还包括：
[0022]光路自动校准模块，所述光路自动校准模块对激光光斑进行成像，通过对图像的计算分析，自动调节激光器的角度，以实现光路的自动校准。
[0023]进一步地，所述光路自动校准模块包括：
[0024]图像传感器，所述图像传感器设置于所述分光镜的一侧，并用于对激光光斑进行成像；
[0025]三维调节器，所述三维调节器与所述激光发生器相连接，并通过对图像的计算分析，自动调节激光器的角度，以实现光路的自动校准。
[0026]进一步地，所述真空腔为耐高温的金属外壁。
[0027]进一步地，所述真空腔的金属外壁上开设有气孔，所述气孔与抽气装置或充气装置管路连通。
[0028]进一步地，所述真空腔的金属外壁上开设有水冷孔，所述水冷孔与水冷器管路连通。
[0029]在一种或多种实施例中，本技术所提供的薄膜材料相变温度的测量装置具有以下技术效果：该测量装置通过对高温炉结构的改进，提高了高温炉内的温度分布均匀性；并且，通过在高温炉内设置直接接触的样品室，将热电偶嵌入到样品室内，使得热电偶与样品实现真正接触，保证了高温炉、样品室和样品同步受热，提高了受热均匀性，保证了检测结果的准确性。同时，也由于样品装入到样品室中，使得样品的测量位置是固定的，在重复测量时样品位置不变，保证了多次测量时样品位置的一致性，从而提高了测量准确性。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0031]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0032]图1为本技术所提供薄膜材料相变温度的测量装置的结构示意图；
[0033]图2为图1所示测量装置体现了其他附属件的结构示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1-控制面板
ꢀꢀ
2-总控模块
ꢀꢀ
3-PID控制模块
ꢀꢀ
4-散热模块
ꢀꢀ
5-电源
[0036]6-数字采集模块
ꢀꢀ
7-光电驱动模块
ꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜材料相变温度的测量装置，其特征在于，包括：光学组件；真空腔，所述真空腔的顶部开设有入光孔，所述入光孔与所述光学组件的入射光线相对设置；高温炉，所述高温炉设置于所述真空腔内，所述高温炉的底部和侧向均安装有电阻加热片，所述电阻加热片通过导线与电源连接；样品室，所述样品室设置于所述高温炉内，所述样品室通过导热结构与所述电阻加热片导热连接，且样品放置于所述样品室内，热电偶内嵌于所述样品室中，并通过探头与所述样品相接触。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光学组件包括：支撑架；激光发生器，所述激光发生器安装于所述支撑架的顶部；分光镜，所述激光发生器发出的光线经所述分光镜分光后形成所述入射光线和反射光线，所述入射光线经所述入光孔射入所述样品室中的所述样品上；光电探测器，所述光电探测器接收所述反射光线，以通过所述光电探测器获取反射率。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：金森林，李硕，任玲玲，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：新型
国别省市：