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表面體積電阻率測定儀測試原理

閱讀:2125發(fā)布時(shí)間:2022-4-28

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

① 了解表面體積電阻率測定儀的基本原理

② 掌握表面體積電阻率測定儀的測定方法

2.實(shí)驗(yàn)原理

該方法是對試樣施加直流電壓,,采用高阻計(jì)或檢流計(jì)測定試樣體積電流方向的直流電場強(qiáng)度和該處電流密度,。直流電場強(qiáng)度與該處電流密度之比,即為體積電阻率數(shù)率(或體積電阻系數(shù)),,以Ω·cm表示,;沿試樣表面電流方向的直流電場強(qiáng)度與單位長度的表面?zhèn)鲗?dǎo)電流之比,,即為表面電阻率系數(shù)(或表面電阻系數(shù)),以Ω表示,。

本方法適用于測試固體電工絕緣材料如絕緣漆,、樹脂和膠、浸漬纖維制品,、層壓制品,、云母及其制品、塑料,、薄膜復(fù)合制品,、陶瓷和玻璃等的體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)的測試。

對有些絕緣材料如橡膠以及橡膠制品,,薄膜等的上述性能實(shí)驗(yàn),可按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,。

3.實(shí)驗(yàn)試樣

本次實(shí)驗(yàn)采用多型腔圓片模具注塑成型的高密度聚乙烯圓片試樣,,直徑120mm.,試樣表面平整均勻,,無裂紋,,無氣泡和機(jī)械雜質(zhì)等。

 

4.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

電阻儀ZST-121  北京中航時(shí)代儀器

游標(biāo)卡尺      1

電極裝置(由材料形狀選擇板狀電極)

5.實(shí)驗(yàn)方法

用高阻計(jì)法,,將充分放電后的試樣,,接入儀器測量端調(diào)節(jié)儀器,按說明操作,。

6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

序號(hào)

Rs(×109. MΩ)

Rv(×109. MΩ)

1

9

8.5

2

7.9

8

3

7.6

7.2

序號(hào)

Ρv(Ω·cm)

Ρs(Ω·cm)

1

521.42

1.45×103

2

500.13

1.27×103


3

455.92

1.22×103


7.思考題

1.試樣表面的光潔度對測量結(jié)果有無影響,?為什么?

答:有,,因?yàn)槿绻牧媳砻娌还鉂嵉脑?,兩個(gè)電極就不能很好的平行排列,電極之間也形不成直線的直流場強(qiáng),,實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)會(huì)有很大的誤差,。

2.測試環(huán)境溫度對測定結(jié)果有無影響?為什么,?

答:非極性有機(jī)電介質(zhì)中不存在本征離子,導(dǎo)電載流子來源于雜質(zhì), 如來自各種添加劑,、加工過程混入的雜物以及吸收的水分等。所有這些可離解的分子,由于熱運(yùn)動(dòng)給予的能量使之離解,但同時(shí)已離解的正負(fù)離子又可能重新復(fù)合為分子,。在一定溫度下,當(dāng)這兩種過程的速度相等時(shí), 達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài), 但當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),分子的離解遠(yuǎn)大于復(fù)合,離子運(yùn)動(dòng)加速,使電導(dǎo)占主要地位,所以試樣電阻率就下降,。

3.材料的分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與材料的體積電阻、表面電阻有何關(guān)系,?舉例說明,。

答:分子結(jié)構(gòu)是決定高聚物導(dǎo)電性的內(nèi)在因素,,也是最重要的因素。

飽和的非極性高聚物具有好的電絕緣性能,。它們的結(jié)構(gòu)本身既不能產(chǎn)生導(dǎo)電離子,,也不具備電子電導(dǎo)的結(jié)構(gòu)條件,比如聚四氟乙烯,、聚乙烯電阻率高達(dá)1016Ω·M,;極性高聚物次之,極性高聚物可能發(fā)生微量的本征解離,,提供本征的導(dǎo)電離子,,如聚砜,聚酰胺和聚氯乙烯的電阻率約在10121015Ω·M,;共軛高聚物是高分子半導(dǎo)體材料,,由于π電子在共軛體系內(nèi)的去定域化,提供了大量的電子載流子,,而且,,這些π電子在共軛體系中又有很高的遷移率,使這類材料的電阻大幅度降低,,如氮化硫(SN)電導(dǎo)率高達(dá)105Ω-1·M-1 ,。

結(jié)晶和取向使絕緣高聚物的電導(dǎo)率下降,因?yàn)樵谶@些高聚物中,,主要是離子電導(dǎo),,結(jié)晶和取向使分子緊密堆砌,自由體積減小,,因而離子遷移率下降,。如聚三氟氯乙烯結(jié)晶度從10%50%時(shí),電導(dǎo)率下降100-1000倍,。但是對于電子電導(dǎo)的高聚物,,正好相反,結(jié)晶中分子的緊密整齊堆砌,,有利分子間電子的傳遞,,電導(dǎo)率將隨結(jié)晶度的增加而升高。

交聯(lián)使高分子鏈段的活動(dòng)性降低,,自由體積減少,,因而離子電導(dǎo)下降。電子電導(dǎo)則可能因分子間鍵橋?yàn)殡娮犹峁┓肿娱g的通道而增加,。


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