电阻率测定.doc

实验五 电 阻 率 测 定一、玻陶材料电性能测试意义玻陶材料的电性能一般是指它的绝缘电阻、介电常数、介质损耗、电击穿强度、耐电弧性等。 由于玻璃陶瓷属于无机绝缘材料，而且能耐高温。所以被广泛地应用于电器、电子等各个领域。在电器工业中作为绝缘材料时，要求有较小的介电常数和介质损耗。有较大的电阻率。有的还要求耐击穿电压高、耐弧性、抗静压性能好等等。因此测定它的电性能是有很大的实际意义。 玻陶材料绝缘电阻在1031019之间。 但随着温度升高其电阻率显著下降，在熔融状态下有的绝缘电阻只有1。 二、电阻率 1、绝缘电阻：两个电极与试样接触或嵌入试样内。 加于两极上的直流电压和流经电极间的全部电流之比，称为绝缘电阻。它是由样品的体积电阻和表面电阻两部分组成的。 2、体积电阻Rv和体积电阻率v： 在两电极间嵌入一试样，使它们很好地接触。施于两电极上的直流电压与流过试样体积内的电流之比，称为体积电阻Rv。由Rv及电极和试样尺寸算出1cm3材料。两对面间的电阻称为体积电阻率。 板状试样体积电阻率公式： vRvS/d(.cm) 式中:S测量电极面积（CM2）； d试样厚度（CM） Rv体积电阻（）（从高阻计上读出） 3、表面电阻Rs和表面电阻率s。 在试样的一个面上，放置两电极，施于两电极间的直流电压与沿两电极间试样表面层上的电流之比，称为表面电阻Rs。由Rs及表面上电极（上电极和环电极）尺寸，算出1cm2材料表面所具有的电阻（），称为表面电阻率。 板状试样表面电阻率公式： sRS2/Ln(d2/d1) 式中：3.1416 Rs表面电阻（）（从高阻计上测出） D1测量电极直径（CM）； D2环电极内径. 三、电阻率测量方法 （一）、测量温度范围： 1、低温段：常温250、100800。 2、高温段：6001500、13002200、18002300。其中大于100时，多只测体积电阻率。 本实验是在低温阶段对玻陶试样施加直流电压。测定其内部或表面的泄漏电流，计算出试样的体积电阻率或表面电阻率。 （二）、试样和处理 1、试样采用100或50(mm)板状玻璃或陶瓷厚度应30.01(mm) 三块（取其平均值）。 2、试样外观：表面应平滑、无裂纹、无气泡和机械杂质等缺陷。 3、试样的清洁处理：用蘸有溶剂（对试样不起腐蚀作用）的绸布檫洗干净。 4、试样正常化处理：在一般情况下应在温度为202和相对湿度为655的条件下处理不小于16小时。 （三）、电极材料与尺寸 1、电极材料及要求见下表： 本实验采用国家标准规定的三电极系统如图3-1： (1)、上电极（引线电极）25（铂金） (2)、下电极30mm（铂金） (3)、保护电极（银环电极）内经30。外经40。高15(mm)。 图3 (4)、电极支架 考虑到测量电极引线的绝缘电阻要足够大。炉盖上架起引线架，将引线架空过炉盖，再用铜和电缆引至高阻计测量见图3-2。 引线架上绝缘采用石英或聚四氟乙烯。 (5)、电炉 使用园炉膛。坩埚式电炉对50样品，其内径应至少100mm， 内壁用耐热金属屏蔽，功率可为1.5kw温度总误差应5。 四、测量用仪器 本实验采用CGZ-17B型超高值绝缘电阻测试仪。只测量体积电阻Rv（）， 再计算出体积电阻率v（cm）。（1）、仪器由三部分组成： 1、电阻测试电源稳压器；供给测量电阻时用的稳定电压分10、100、250、500、1000伏共五档。 2、多量程微电流放大器：将被测微电流讯号放大后输至指示仪表。 图32 3、指示仪表：以5SC4型100微安表。其刻度已改为直接读的欧姆及安培数。 (2)、测试原理 图33 K1充、放电开关。 K2测定Rv和Rs的转换开关。 R3短路开关，控制试样充电时间及信号进入高阻计的时间。 R0标准电阻。U测试电压。(直流） UoRo上电压降.CB指示仪表. 由此图看出.试样与高阻计中的输入电阻Rc串联。Ro 上的分压信号经放大后馈送到指示仪表。由指示仪表直接得出电阻值： RyU/UoRo (3)、仪器操作 1、接通电源前的准备工作 (1)、开关“预热”旋扭，应放在“断”的位置上，仪器应妥善接地。 (2)、“放电、测试”开关置于“放电”位置。“测试电压”选择开关放在最低档(10v档)。 (3)、“倍率”开关放在最低量程上10-1 10.A (4)、输入端短路按扭应在短路位置。使放大器输入端短路。 (5)、电表机械零点在零处。 2、将高阻计接通电源及预热 将开关从“断”旋至“预热”处。预热15分钟。若用最高倍率档时，应预热1小时，长期存放的仪器应预热更长时间，以驱散机内潮气影响。 3、将处理好的样品装入炉内，注意上、下电极要同心。 上电极引线接高阻计屏蔽插座（被测信号输入端），下电极接高组计高压引出端即Rx接线柱上。银环电极和炉内、外屏蔽均与高阻计接地。 4、测量分保温测量和连续测量两种。升温速度约25/分，保温测量则保温时间不小于2330分钟。 5、测量步骤 (1)、将高阻计开关旋钮至“接”处。调正“调零”旋纽使电表指针指在“”处。 (2)、将电表“”、“”极性开关放到“”的一边。 (3)、将“测试电压”选择开关置于所需测试电压位置上。 (4)、 将“倍率”选择旋钮旋至所需位置（在不了解测试值的数量级情况下，倍率应从低次方开始选择）。 (5)、测量与读数 先将“放电、测试”开关放在“测试”位置，电压选择所需位置打开输入短路开关，在电表上读取欧姆数乘以倍率再乘以测试电压开关所指系数即为测得值Rv。待温度冷下来再做第二块、第三块样品测量（与第一块同样条件）最后计算取其平均值。 (6)、在测试电阻时，如发现仪表指针所指的绝缘电阻数值有不断上升的现象。这是由于介质的吸收现象所致。如遇到指针在很长时间内仍未稳定，在一般情况下，可读取合上测试开关后的1分钟时的读数，作为试样的体积电阻值。 (7)、读数完毕接入输入短路开关， 然后将“放电测试”开关打回到“放电位置”。测试完毕，切断电源。 (4)、注意事项 1、测试高电阻时必需注意安全。试样加上高压后，手勿触及电极和Rx 的高压端，同时也不能触地，否则会引起高压短路。 2、被测电阻必须与地高绝缘；被测电流端必须接地。 3、必须绝缘和屏蔽 测量电极引线的电阻应大于输入端的100倍。金属屏蔽良好接地。 (5)、影响测量因素 1、样品的热处理及测量时温湿度 玻陶材料的温度、湿度对电阻率极为敏感。温度每变化10，可影响一倍以上。湿度对玻璃表面电阻影响可达12个数量级。清洁度也可影响表面电阻的数量级。因此测量前的予处理和测量中的温度、湿度是绝对不能忽视的。 2、极化电流 直流电压加在样品之后有泄露电流和极化电流通过样品。泄露电流为常数。极化电流随时间延长而减少。最后变为