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技術支持

產品名稱

體積電阻率測試方法

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產品描述

概述

試驗采用表面探針電極,測量通過試樣的電流和電壓而得到其電阻值或者直接測量其電阻值,按照公式(3)計算出試樣的體積電阻率。

 

測量條件

實驗室環境要求:

a)環境溫度:20±2;

b)環境相對濕度:不大于65%。

儀器設備

試驗設備包括一個電極裝置、電阻測量設備和提供適當電極接觸壓力的負載塊。

電極裝置

電極裝置示意圖見4。

電極裝置包含兩個絕緣部分(可用高模量橡膠、聚乙烯、聚苯乙烯等),其體積電阻率應大于1.0×1013Ω·m。在其中一個絕緣部分上安裝一對電流電極和一對電壓電極,電極應互相平行,且所有電極的頂端處于一個水平面。在另外一片絕緣材料上對應電流電極的位置安裝另外一對電流電極,使兩對電流電極能夠疊加到試樣相同的位置上。電流電極長度應至少10.0mm,且大于試樣寬度;寬度在5.0mm~8.0mm之間;高度在10.0mm~15.0mm,且四個電極高度偏差不超過0.05mm。電壓電極長度和高度與電流電極相同,但是在頂面漸縮為半徑不大于0.5mm的圓角。電壓電極的間距為10.0mm~66.0mm,精度±2%。電流電極對稱分布于電壓電極外側,并與電壓電極的間距不小于20.0mm。電極采用不易腐蝕的材料,例如黃銅、鎳、不銹鋼等。電極間的絕緣電阻應大于1.0×1012Ω·m。


A—在電流電極和試樣接觸面施壓的負載塊(300N/m乘以試樣寬度);

B—在電壓電極和試樣接觸面施壓的負載塊(60N/m乘以試樣寬度);

C—試樣;

D—電流電極;

E—電壓電極;

F—電壓電極和電流電極間距(≥20.0mm

G—電壓電極間距;

H—電流電極寬度(5.0mm~8.0mm);

X—絕緣部分。

231.png

圖4電極裝置示意圖

電阻測試設備

可用任何測量電流電極間的電流和電壓電極間的電壓的方式來測量電阻,測量精度應不低于±2%。

優先選用精度為1毫歐的電阻計來測量電阻。

也可選用分別測量電壓和電流的方式,計算得出電阻。

電流測量可采用:(1)一個精密毫安表;(2)或者通過測量參比電阻(電阻值與電流電極電阻值差別在2%以內)的電壓來確定電流。

電壓測量可采用:(1)靈敏度為1μA的檢流計(也可采用在零電壓回路中的靈敏度低于最小刻度的檢流計);(2)采用直流電阻大于19TΩ的靜電電壓表;或(3)也可用靜電計(例如直流輸入阻抗大于0.1TΩ多量程電壓表)。

任何情況下,在測量時通過電壓電極的電流值不能大于通過電流電極的電流值的1%。試驗應采用一個穩定且可調的直流電源,確保電壓電極間的試樣的能量損耗約為0.1W。

提供電極接觸壓力的負載塊

選用適當的負載塊,使得試樣在整個寬度上和電極有均勻的接觸壓力,電流電極和試樣的接觸壓力為300N/m,電壓電極和試樣的接觸壓力為60N/m。

試樣

試驗采用三個試樣。

試樣尺寸為:長為76.2mm±0.2mm,寬為12.7mm±0.2mm,厚度(1.40~3.05mm±0.25mm。

試樣表面應光滑、平整、無毛刺。

試驗步驟

試驗在20±2,濕度不大于65%的環境中調節至少16h。

按照5原理連接電路。

232.png

圖5 電路原理示意圖

 

將電極放置在被測樣品上,被測樣品應在整個寬度上與電極完全接觸,保證探針重量均勻分布在被測樣品上。通電30s后,讀出并記錄毫歐表的電阻值或者電壓值和電流值。

結果計算

體積電阻率按式(3)計算:

                                                         233.png    (3)

ρ體積電阻率,單位為歐姆?厘米(??cm);

R測得的電阻值,單位為歐姆(?);

A樣品截面積,單位為平方厘米(cm2);

L電極間距,單位為厘米(cm)。

電阻值可直接測量,或者通過試驗測得的電壓和電流的比值計算得到。

測試探針應為圖5所示的兩點探針,對于被測樣品太小,無法用上述電極測試的,則應選用電極間距為12.7mm的電極進行測量,但是在計算體積電阻率時,L值應取12.7mm。對于較小的部分,電極的寬度和間距應相應的減小,計算體積電阻率時選用圓弧長度。每個電極都應該與樣品相接觸。如果因為被測樣品橫截面積原因,很難或者無法通過上述方法進行測試,則必須按照相同的工藝條件,制作出寬度為12.7mm的樣品進行測試。

取三個試樣測試值的中值作為試驗結果。


 

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