硫化橡胶体积电阻率测试装置

简要描述：硫化橡胶体积电阻率测试装置技术参数：
1电阻测量范围：1×104～1×1017 Ω
2电阻测量误差：1×104～1×1010 Ω±5%；1×1010～1×1013 Ω±20%
3测试电压：10/50/100/250/500/1000V
4直流电压误差：±2%
5电源：220V 10A 50Hz

更新时间：2022-12-06
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详细介绍

硫化橡胶体积电阻率测试装置技术参数：
1电阻测量范围：1×10⁴～1×10¹⁷ Ω
2电阻测量误差：1×10⁴～1×10¹⁰ Ω±5%；1×10¹⁰～1×10¹³ Ω±20%
3测试电压：10/50/100/250/500/1000V
4直流电压误差：±2%
5电源：220V 10A 50Hz
6消耗功率：约 10W
7环境温度： 0～40℃
8相对温度：≤70%
9设备型号：ZST-212
10外形尺寸： 410mm×370mm×560mm
11重量：约30kg

材料体积电阻系数和表面电阻系数的测定

一、硫化橡胶体积电阻率测试装置实验目的

了解测定高分子材料体积电阻系数和表面电阻系数测定的基本原理。
掌握高分子材料体积电阻系数和表面电阻系数的测定方法。

二、实验原理

本方法是对试样施加直流电压，采用高阻计或检流计测定试样体积电流方向的直流电场
强度和该处电流密度。
直流电场强度与该处电流密度之比，即为体积电阻系数
          　 ρ_V=R_Vd(S)
式中       ρ_V体积电阻系数，Ω·cm        R_V体积电阻，Ω
                     S    测试电极面积            d：试样厚度，mm
沿试样表面电流方向的直流电场强度与单位长度的表面传导电流之比，即表面电阻系数，
                 ρ_S = R_SLn（d2/d1）(2∏)
式中           ρ_S   表面电阻系数，Ω         R_S   表面电阻，Ω
               d₂     电极直径，   cm         d₁   保护电极内径，cm
本方法适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、层压制品、云母
及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等的体积电阻系数和表面电阻系数的测试。对
有些绝缘材料和橡校及橡胶制品、薄膜等的上述性能实验可按有关标准进行。

三、实验原料

高密度聚乙烯圆片     直径100mm     厚度1mm

四、实验设备

屏蔽盒                         北京智德创新仪器设备有限公司
三电极装置                     北京智德创新仪器设备有限公司
ZST-212高阻计                  北京智德创新仪器设备有限公司

五、实验条件

实验电压为100—1000V,误差范围±5%

实验环境常态实验温度为20±5%
相对湿度65±5%

本实验为板状试样其与电极配置如右图：

六、实验步骤

1. 将处理好的试样放在电极上装好，调至表面电阻档。
2. 估计材料电阻，调至所估计的档位，对材料充电15s，然后测试读取数值
3. 放电一分钟后，更换为体积点阻档，充电15s，测试读出体积电阻值
4. 按相同方法测试三组试样

七、实验结果

表1 实验参数

项目	数值
平板测量电极直径/d₁	50mm
平板保护电极内径/d₂	54mm
保护电极和测量电极间厚度	2mm
充电时间	15s

表2 电阻数据

试样号	表面电阻/Ω	体积电阻/Ω	厚度/mm
1	7.1×10¹⁵	7.8×10¹⁵	1.00
2	7.0×10¹⁵	6.9×10¹⁵	1.00
3	7.1×10¹⁵	7.0×10¹⁵	1.00

计算结果

表面电阻系数          ρ_S = R_SLn（d2/d1）(2∏)
式中           ρ_S   表面电阻系数，Ω         R_S   表面电阻，Ω
               d₂     电极直径，   cm         d₁   保护电极内径，cm
以第一组数据为例，代入数据得：
          ρ_S =7.1×10¹⁵ ×Ln（5.4/5）(2×3.14)＝5.79×10¹⁷Ω

          体积电阻系数           ρ_V=R_Vd(S)
式中       ρ_V体积电阻系数，Ω·cm        R_V体积电阻，Ω
              S    测试电极面积            d：试样厚度，mm
以第一组数据为例，代入数据得：
       　ρ_V=7.8×10¹⁵×

＝1.62×10¹⁶Ω·cm

  同理得出其它组数据如下表：

                      表3.体积电阻系数和表面电阻系数

电阻率试样号	体积电阻系数/Ω·cm	表面电阻系数/Ω
电阻率试样号	ρ_V=R_Vd(S)	ρ_S = R_SLn（d2/d1）(2∏)
1	1.62×10¹⁶	5.79×10¹⁷
2	1.44×10¹⁶	5.71×10¹⁷
3	1.46×10¹⁶	5.79×10¹⁷
平均值	1.51×10¹⁶	5.76×10¹⁷

材料体积电阻系数为1.51×10¹⁶Ω·cm；表面电阻系数为5.76×10¹⁷Ω

八、结果讨论

1、实验表面粗糙程度对实验的影响：
答：表面不平整，会导致电极不能平行排列，电极间不能形成直线的直流电场，产生误差》

2、环境温度对测试结果的影响：
答：非极性聚合物不存在导电离子，导电载离子来源于杂质，加工中引入的可分解分子，由于热离解和偶合平衡，当温度变化时平衡被打破，会影响实验结果

3、分子结构和聚集态结构对材料体积电阻、表面电阻的影响：
答：非极性聚合物没有导电离子，绝缘性能很好，如聚乙烯等；高极性聚合物，可能发生微量本征解离，提供本征的导电离子，如聚酰胺，电阻率在10¹²～10¹⁶Ω·m；共轭高聚物是高分子导电材料，由于共轭效应，电场作用下∏电子可以在共轭体系上定向运动而导电，电阻大幅下降。
结晶、取向使离子导电高聚物电导率下降，因为结晶、取向使分子密堆积，自由体积减小，迁移率下降。聚三氟氯乙烯结晶度从10％到50％，电导率下降100-1000倍。而电子导电聚合物，由于分子密堆砌，有利于电子的传导，电导率随结晶度增加而变大；交联使链段活动性变差自由体积变小，离子电导下降；电子电导由于分子间的桥键而变大。

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