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103～1019Ω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1Ω。
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ρv：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：ρv＝RvS/d(Ω.cm)式中:S──测量电极面积（CM2）；d──试样厚度（CM）Rv──体积电阻（Ω）（从高阻计上读出）3、表面电阻Rs和表面电阻率ρs。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（Ω），称为表面电阻率。板状试样表面电阻率公式：ρs＝RS2π/Ln(d2/d1)式中：π───3.1416Rs───表面电阻（Ω）（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℃、100～800℃。2、高温段：600～1500℃、1300～2200℃、1800～2300℃。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φ100或φ50(mm)板状玻璃或陶瓷厚度应<3±0.01(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20±2℃和相对湿度为65±5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）φ25（铂金）(2)、下电极φ30mm（铂金）(3)、保护电极（银环电极）内经30。外经40。高15(mm)。图3─１(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φ50样品，其内径应至少φ100mm，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（Ω），再计算出体积电阻率ρv（Ωcm）。
（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3─23、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3─3K1──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）Uo──Ro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：Ry＝U/Uo×Ro
(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〔×10-1Ω×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