温州大学：材料工程实验教案（基础实验讲义PPT）电阻率测试

材料电阻率测试彭旭锵

材料电阻率测试 彭彭旭锵

1.实验目的·（1）了解高聚物电性能的意义，学习测量板状聚合物电阻系数的方法。·（2）了解聚合物导电性，掌握测量电阻系数的原理·（3）掌握测量电阻率的方法，了解电阻系数的意义

1.实验目的 • （1）了解高聚物电性能的意义，学习测量板状聚合物电阻系数 的方法。 • （2）了解聚合物导电性，掌握测量电阻系数的原理。 • （3）掌握测量电阻率的方法，了解电阻系数的意义

“电”领域的应用高分子材料在导体半导体绝缘体→>108103---108电阻率(Qcm)100S/m·电容器材料介电损耗小介电系数大，电击穿强度高

高分子材料在“电”领域的应用 导体 \ 半导体 \ 绝缘体 电阻率(Ω·cm) 108 大多数高分子材料在一定电压范围内是绝缘体.亦可通过配方改 变制成半导体,甚至导电材料. • 电器绝缘材料要求: 电阻率高,击穿强度高,介电损耗小 • 运输带、地毯、卫星天线、套管等： 电导率中（10-7—100S/m）易消除静电。 • 电磁屏蔽材料： 电导率>100S/m • 电容器材料: 介电损耗小,介电系数大,电击穿强度高

2.实验原理（1）聚合物的导电性。大多数聚合物：共价化合物，没有自由电子和离子一无导电性。理论比体积电阻为10252.cm，实际聚合物绝缘材料：微弱导电性。10152.cm以下。原因：杂质：离子、极性单体

2.实验原理 （1）聚合物的导电性。大多数聚合物：共价化合物，没有自由电子 和离子—无导电性。理论比体积电阻为1025Ω.cm， 实际聚合物绝缘材料：微弱导电性。 1015Ω.cm以下。原因：杂质： 离子、极性单体

3、聚合物的电阻率定义：·体积电阻率（Volumeresistivity）：·在绝缘材料里面的直流电场强度和稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。物理意义是单位长度（1cm），单位横截面积（1cm2)的某种导体材料的电阻值。Pv= RvS/d(Q·cm)S一测试电极面积，d一试样厚度

3、聚合物的电阻率 定义: • 体积电阻率(Volume resistivity): • 在绝缘材料里面的直流电场强度和稳态电流密度之商，即单位 体积内的体积电阻。 物理意义是单位长度(1cm), 单位横截面积(1cm2)的某种导体 材料的电阻值。 ρv= Rv·S/d (Ω·cm) S—测试电极面积,d—试样厚度

·表面电阻率（又称比表面电阻，2）·施加规定的直流电压，测试试样表面的两个测量电极间的电阻。· Ps= Rs·L/d(2)L，d为试样表面上两个电极的长度和电极间的距离电阻率（未特别注明时指体积电阻率）是材料最重要的电学性质之一。聚合物的体积电阻率一般在108-10182.cm·电导率：体积电阻率的倒数,表示材料导电能力大小.α=1/p常用单位S/m

• 表面电阻率（又称比表面电阻,Ω） • 施加规定的直流电压，测试试样表面的两个测量电极间的电阻。 • ρs= Rs·L/d (Ω) L,d为试样表面上两个电极的长度和电极间的距离 . 电阻率（未特别注明时指体积电阻率）是材料最重要的电学性 质之一。聚合物的体积电阻率一般在108-1018Ω·cm • 电导率: 体积电阻率的倒数,表示材料导电能 力大小. σ = 1/ρ 常用单位S/m

RxDCUHIGHVOLTAGEPOWER图2原理图图中：一测试电压（伏）URo一输入电阻（欧），其上电压为U（伏）一被测试的绝缘电阻（欧）RxRx-Ro (U/U.)

二、塑料电阻率的测试原理绝缘体的电阻测量基本上与导体的电阻测量相同，其电阻一般都用电压与电流之比得到。现有的方法可分为三大类：直接法，比较法，时间常数法。这里介绍直接法中的直流放大法，也称高阻计法。将平板试样放在两电极之间，施于两电极上的直流电压和流过电极间试样表面上的电流之比，为表面电阻：施于两电极上的直流电压和流过电极间试样的体积内的电流之比为体积电阻。超高电阻测试仪的主要原理如图1和图2放电测试直流高压试样及电高阻抗直显示器装置极箱测试电源流放大器电源图1仪器的方框图

二、塑料电阻率的测试原理 绝缘体的电阻测量基本上与导体的电阻测量相同，其电阻一般都用电 压与电流之比得到。现有的方法可分为三大类：直接法，比较法，时间常数 法。这里介绍直接法中的直流放大法，也称高阻计法。 将平板试样放在两电极之间，施于两电极上的直流电压和流过电极间 试样表面上的电流之比，为表面电阻；施于两电极上的直流电压和流过电极 间试样的体积内的电流之比为体积电阻。 超高电阻测试仪的主要原理如图1和图2

电阻率测试测定用三电极装置，改变连接方式就可以测pv和ps环形电极环形电极主电极主电极样品木样品下电极下电极主电极（a）p测定方式（b）p测定方式环形电极（c）俯视图

电阻率测试 下电极 主电极 环形电极 样品 环形电极 主电极 下电极 样品 （a）ρv测定方式 主电极 （b）ρs测定方式 环形电极 （c）俯视图  v  s 测定用三电极装置，改变连接方式就可以测ρv 和ρs

三、实验仪器操作与试样2选用EST121型高阻微电流计该仪器工作原理属于进接法中的直流放大法，测量范围10^6~10^172，误差≤10%为准确测量体积电阻和表面电阻，一般采用三电极系统，圆板状三电极系统见图3。测量体积电阻Rv时，保护电极的作用是使表面电流不通过测量仪表，并使测量电极下的电场分布均匀。此时保护电极的正确接法见图4。测量表面电阻Rs时，保护电极的作用是使体积电流减少到不影响表面电阻的测量。图3三电极电阻测量系统图2EST121高阻计外形图

三、实验仪器操作与试样 10 选用 1 2 3 4 EST121型高阻微电流计 该仪器工作原理属于进接法中的直流放大法，测量范围 10^6～10^17Ω，误差≤10%。 图2 EST121高阻计外形图 为准确测量体积电阻和表面电阻，一般采用三电极系统，圆板状三电极系统见 图3。测量体积电阻Rv时，保护电极的作用是使表面电流不通过测量仪表，并使测量 电极下的电场分布均匀。此时保护电极的正确接法见图4。测量表面电阻Rs时，保护 电极的作用是使体积电流减少到不影响表面电阻的测量。 图3 三电极电阻测量系统