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如何使用體積表面電阻率試驗機測試絕緣材料的電阻性能?

來源:北京中航時代儀器設(shè)備有限公司   2025年05月28日 10:12  

1. 樣品制備

尺寸要求:樣品需平整均勻,典型厚度為15 mm,直徑≥100 mm(依據(jù)電極尺寸調(diào)整)。若樣品過薄,需疊加多層避免擊穿。

清潔處理:使用無水乙醇或異丙醇清潔表面,避免指紋或污染物(如粉塵、油脂)干擾表面電阻。

預(yù)處理:在標準環(huán)境(23±1℃、50±5% RH)中調(diào)節(jié)至少24小時,消除溫濕度歷史效應(yīng)。

2. 設(shè)備校準與電極配置

校準流程:

  使用標準電阻箱(如1061015Ω范圍)校準儀器,驗證測量誤差≤±5%。

  檢查電極系統(tǒng)(三電極法):確保保護環(huán)(Guard Electrode)與測量電極間距均勻(通常12 mm),避免邊緣電場畸變。

電極類型:

  體積電阻:采用三電極系統(tǒng)(上下主電極+保護環(huán)),屏蔽表面漏電流。

  表面電阻:使用平行條狀電極(間距10±0.5 mm),或環(huán)形電極配置,僅測量沿表面的電流路徑。

3. 測試環(huán)境控制

實驗室條件:維持23±2℃、50±5% RH(依據(jù)IEC 60212),記錄實際溫濕度。

屏蔽措施:在法拉第籠或屏蔽室內(nèi)操作,消除環(huán)境電磁干擾(尤其高阻測試時)。

4. 測試步驟

體積電阻率(ρv)測試

1. 樣品安裝:將樣品置于上下電極間,施加接觸壓力(通常0.51 MPa)確保緊密貼合。

2. 電壓施加:選擇直流電壓(如500 V,根據(jù)材料耐壓調(diào)整),極化時間60±5秒(避免介質(zhì)吸收效應(yīng))。

3. 電流測量:讀取穩(wěn)態(tài)電流Iv(通常10-1210-6A),計算體積電阻Rv = V/Iv。

4. 計算公式:

   微信截圖_20250528100833.png

A:測量電極有效面積(cm2),t:樣品厚度(cm)。

表面電阻率(ρs)測試

1. 電極配置:使用平行電極或同心圓環(huán)電極,間距d精確測量。

2. 電壓施加:同體積電阻測試,但僅測量表面路徑電流I_s。

3. 計算公式:

微信截圖_20250528100842.png

L:電極長度(cm),W:電極間距(cm)。

5. 關(guān)鍵注意事項

極化時間控制:材料介電松弛特性可能導(dǎo)致電流衰減,需通過預(yù)實驗確定最佳讀數(shù)時間。

電化效應(yīng)規(guī)避:高絕緣材料易積累靜電,測試后需短接電極放電10秒以上。

重復(fù)性驗證:每個樣品至少測試3次,取幾何平均值,離散度>20%需排查原因(如局部缺陷)。

安全規(guī)范:高壓測試時確保接地可靠,操作者佩戴絕緣手套,設(shè)備配備緊急斷電裝置。

6. 誤差分析與修正

邊緣效應(yīng):保護環(huán)未全包圍測量電極時,需引入邊緣修正因子。

溫升影響:長時間測試可能導(dǎo)致樣品溫升,需監(jiān)控溫度(紅外熱像儀輔助)。

濕度敏感材料:使用干燥氮氣環(huán)境或在手套箱中測試,避免吸濕導(dǎo)致電阻漂移。

7. 數(shù)據(jù)記錄與報告

必填信息:樣品編號、厚度、預(yù)處理條件、測試電壓、溫濕度、儀器型號。

結(jié)果呈現(xiàn):體積電阻率(Ω·cm)、表面電阻率(Ω)、測試標準、不確定度分析(如校準誤差±3%)。

通過上述嚴謹流程,可確保絕緣材料電阻性能測試的準確性和重復(fù)性,滿足工程選材或產(chǎn)品認證需求。對于納米復(fù)合材料或高介電常數(shù)材料,需進一步考慮頻率依賴性(需阻抗分析儀擴展測試)。


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