[发明专利]一种片状高分子聚合物的太赫兹介电特性测试装置及方法

说明书

本公开提供了一种片状高分子聚合物的太赫兹介电特性测试装置及方法，包括夹持机构、位置移动机构、第一支撑件和激光测距仪；所述夹持机构包括用于将片状高分子聚合物夹紧固定的第一板件和第二板件，所述夹持机构的两侧分别设有与第一通孔位置相对的第一透镜和与第二通孔位置相对的第二透镜，太赫兹信号分别通过第一透镜和第二透镜平行传输到第一通孔位置的片状高分子聚合物上；所述透镜的侧边上固定有激光测距仪，所述激光测距仪的发射面与透镜面共面，所述激光测距仪用于夹持机构的位置调整和确定片状高分子聚合物的厚度；本公开操作简单，可对不同大小和厚度的片状高分子聚合物进行测试。

技术领域

本公开涉及太赫兹介电特性测试技术领域，特别涉及一种片状高分子聚合物的太赫兹介电特性测试装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

高分子聚合物制品种类繁多，应用领域广泛，例如在汽车轮胎、线缆中被大量使用。高分子聚合物制品在长时间的使用中，不可避免的受到热、光、盐雾、臭氧等外部条件的侵蚀和破坏，而导致老化现象。从材料微观结构看，高分子聚合物老化是其分子结构发生了变化，例如分子链断裂、重新交联等，加上被氧、硫等外部元素入侵，老化现象是一种不可逆的化学反应。材料在发生老化后极大影响其使用性能，因材料老化导致的灾难性事故屡见报道。高分子聚合物微观结构的变化是与宏观介电特性密切相关的，宏观介电特性是微观极化最直接的体现，也是微观分子结构变化最直观的体现。太赫兹因其极宽的带宽、丰富的波谱特点，受到越来越多的重视和研究。太赫兹是介于微波极化和光谱振动的区间，太赫兹介电特性与低频微波频段的介电特性一样，是复介电常数随着频率的变化值，反应微观结构极化的特性，但同时太赫兹介电特性也能反应分子链振动的信息。介电特性含有实部和虚部，其中实部表示材料对太赫兹信号的存储能力，虚部表示对太赫兹信号的损耗。

由于太赫兹频率高、功率低、制造成本高等因素，大多数的太赫兹设备还仅仅在实验室使用。通过对微波多次倍频产生太赫兹波，或者利用激光非线性效应从时域产生太赫兹脉冲波是目前使用较为广泛的两种方法，并有相关的设备或者系统。以上两种太赫兹系统对材料的介电特性测试都是需要把材料放置在发射和接收天线的中间，对材料的制作和位置的精确控制都有较高要求，需要制作表面比较平整的片状或者薄膜材料。

本公开发明人发现，高分子聚合物制品大多是一种软质材料，做成薄片的样本不易竖立，而且大多高分子聚合物在经历人工热氧、紫外或者臭氧等老化后可能变软发黏，也可能变硬变脆，表面变形，因此这对高分子聚合物样本测试系统的定位提出了较高的要求，目前还没有较好的装置或者方法进行高分子聚合物定位。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种片状高分子聚合物的太赫兹介电特性测试装置及方法，操作简单，可使用太赫兹频率0.075-1.1THz对不同大小和厚度的片状高分子聚合物进行测试，对样本的制作要求低，只需要片状、表面平整就可以进行测试。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种片状高分子聚合物的太赫兹介电特性测试装置。

一种片状高分子聚合物的太赫兹介电特性测试装置，包括夹持机构、位置移动机构、第一支撑件和激光测距仪；

所述夹持机构包括用于将片状高分子聚合物夹紧固定的第一板件和第二板件，所述第一板件和第二板件的中间位置分别开有位置相对的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔位置的样本用于接收太赫兹波，所述第一板件和第二板件上靠近边角的位置开有对应的螺纹孔；

所述第一支撑件的一端与第一板件或第二板件的底部可拆卸的固定连接，另一端固定在位置移动机构上，所述位置移动机构能够带动第一板件或第二板件旋转或者沿XYZ方向移动；