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    电阻率测定

    来宝网2007年4月2日 18:08 点击:4917

    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?#21592;?#24191;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?#24230;?#35797;样内。 加于两极上的直流电?#36141;?#27969;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?#24230;?#19968;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───3.1416 Rs───表面电阻(Ω)(从高阻计上测出) D1───测量电极?#26412;叮–M); 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?#23454;热?#38519;。 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?#24359;?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?#20302;?#22914;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?#23637;?#28809;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?#32479;?#39640;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─2 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3─3 K1──充、放电开关。 K2──测定Rv和Rs的转换开关。 K3──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) U0──R0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。R0 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/U0×R0

    (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2°~5°/分,保温测量则保?#29575;?#38388;不小于23~30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?#21592;?#29575;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?#27426;?#19978;升的现象。这是由于介?#23454;?#21560;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?#30001;?#39640;?#36141;螅?#25163;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?#29575;?#24230; 玻陶材料的温度、湿度对电阻率极为敏?#23567;?#28201;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1~2个数量级。清洁度?#37096;?#24433;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?#34892;?#38706;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。最后变为零所以通常采用加?#36141;?#19968;分钟读数。 3、静电荷的影响 很多原因能使样品带上电荷。电阻越大,这种现象越?#29616;亍?#26377;时测量读数为负值。处理方法是将电极短路。有时短路若干小时,?#32536;?#19968;次测量数据为准。

    五、实验记录与报告要求

    将测得Rv值带入前面公式计算出ρv作出电阻率与温度之间函数关?#20302;?#35937;(用直角坐标纸)。

    (来源: 来宝网 )


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