[发明专利]一种开尔文探针测试装置及其测试方法

说明书

本发明涉及一种开尔文探针测试装置，用于测量样件表面；包括中控机、控制器、轴向控制盒、三维移动平台、探针、样品测试台及微区摄像器；中控机与控制器通信连接；控制器通信连接轴向控制盒；轴向控制盒电性连接三维移动平台，且控制三维移动平台沿X轴和/或Y轴和/或Z轴移动；探针电性连接控制器，且安装于三维移动平台上，用于扫描测量样件表面；样品测试台用于安装测量样件，测量样件能够以样品测试台的转轴为中心旋转任意角度，并与探针保持位置对应；微区摄像器用于观察探针与样品测试台之间的距离及测量样件表面。本发明提供了其的测试方法，达到了测量非典型平面的目的，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及微区电化学测量技术领域，具体涉及非典型平面测试技术领域，更具体的说是涉及一种开尔文探针测试装置及其测试方法。

背景技术

扫描开尔文探针测试是一种基于振动电容的非接触无损气相环境金属表面电位的测量技术，用于测量材料的功函数(Work Function)或表面势(Surface Potential)。其用于检测气相环境中因温度、湿度、表面的化学、电学、力学、晶体、吸附及成膜等因素引起的材料表面电势的微小变化，是一种高灵敏的表面电化学分析技术，是唯一能够测定气相环境中腐蚀电极表面电位的方法。近些年来，该方法的应用变得越来越广泛，尤其是在金属腐蚀、涂层等领域，SKP测试技术发挥着重要作用。

随着微区电化学测试领域的不断发展，目前SKP测试技术已发展的较为成熟，测试精度和测试稳定性皆不断提升。然而，现有的SKP测试系统，只能对平面样品进行测试，应用受到了局限。在实际科研生产过程中，有时需要对非平面样品进行分析，比如管状金属外壳、圆柱块状样品表面等，传统的SKP测试装置便无法实现。目前的普遍做法是将待测面加工成平面后，再进行测试，但是这种做法会导致样品表面状况发生改变，进而导致测试结果发生改变，偏离实际情况。

因此，如何提供一种可以对非典型平面样品进行SKP测试的试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种开尔文探针测试装置，实现了对于非典型平面样件进行SKP测试，提高了测试样件的表面测量准确性，填补了行业内无法使用开尔文探针测试装置测试非典型平面的空白。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种开尔文探针测试装置，用于测量样件表面；包括中控机、控制器、轴向控制盒、三维移动平台、探针、样品测试台及微区摄像器；

中控机与控制器通信连接；

控制器通信连接轴向控制盒；

轴向控制盒电性连接三维移动平台，且控制三维移动平台沿X轴和/或Y轴和/或Z轴移动；

探针电性连接控制器，且安装于三维移动平台上，用于扫描测量样件表面；

样品测试台用于安装测量样件，其中部具有转轴，测量样件能够以样品测试台的转轴为中心旋转任意角度，并与探针保持位置对应；

微区摄像器用于观察探针与样品测试台之间的距离及测量样件表面。

其中，中控机用于接收探针扫描的数据，和/或发送扫描模式指令给控制器，并且处理探针扫描的数据及生成扫描报告；

微区摄像器为：一个可调焦距、可调放大倍数的光学显微镜；

轴向控制盒通过发送轴向移动指令，使三维移动平台对应的电机运动，实现三维移动平台带动探针沿沿X轴和/或Y轴和/或Z轴移动。