材料的電學(xué)性能測試(已修改)
2025-08-17 07:32 本頁面
【正文】 材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)講義(一級實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書)東華大學(xué)材料科學(xué)與工程中心實(shí)驗(yàn)室 匯編2009年7月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康陌凑諏?dǎo)電性能區(qū)分，不同種類的材料都可以分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類。區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)一般以106Ωcm和1012Ωcm為基準(zhǔn)，電阻率低于106Ωcm稱為導(dǎo)體，高于1012Ωcm稱為絕緣體，介于兩者之間的稱為半導(dǎo)體。然而，在實(shí)際中材料導(dǎo)電性的區(qū)分又往往隨應(yīng)用領(lǐng)域的不同而不同，材料導(dǎo)電性能的界定是十分模糊的。就高分子材料而言，通常是以電阻率1012Ωcm為界限，在此界限以上的通常稱為絕緣體的高分子材料，電阻率小于106Ωcm稱為導(dǎo)電高分子材料，電阻率為106 ～1012Ωcm常稱為抗靜電高分子。通常高分子材料都是優(yōu)良的絕緣材料。通過本實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的：了解高分子材料的導(dǎo)電原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。測定高分子材料的電阻并計算電阻率。分析工藝條件與測試條件對電阻的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理電阻與電阻率材料的電阻可分為體積電阻(Rv)與表面電阻(Rs)，相應(yīng)的存在體積電阻率與表面電阻率。體積電阻：在試樣的相對兩表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過兩個電極之間的穩(wěn)態(tài)電流之商；該電流不包括沿材料表面的電流。在兩電極間可能形成的極化忽略不計。體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即單位體積內(nèi)的體積電阻。表面電阻：在試樣的某一表面上兩電極間所加電壓與經(jīng)過一定時間后流過兩電極間的電流之商；該電流主要為流過試樣表層的電流，也包括一部分流過試樣體積的電流成分。在兩電極間可能形成的極化忽略不計。表面電阻率：在絕緣材料的表面層的直流電場強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。體積電阻和表面電阻的試驗(yàn)都受下列因素影響：施加電壓的大小和時間；電極的性質(zhì)和尺寸；在試樣處理和測試過程中周圍大氣條件和試樣的溫度、濕度。高阻測量一般可以利用歐姆定律來實(shí)現(xiàn)，即R=V/I。如果一直穩(wěn)定通過電阻的電流，那么測出電阻兩端的電壓，就可以算出R的值。同樣，給被測電阻施加一個已知電壓，測出流過電阻的電流，也可以算出R的值。問題是R值很大時，用恒流測壓法，被測電壓V=RI將很大。若I=1μA，R=1012Ω，要測的電壓V=106V。用加壓測流法，V是已知的，要測的電流I=V/R將很小。因?yàn)樘幚砣蹼娏麟y度相對小些，我們采用加壓測流法，主要誤差來源是微弱電流的測量。導(dǎo)電高分子材料的分類根據(jù)導(dǎo)電機(jī)理的不同
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