材料的電學(xué)性能測(cè)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(jí)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(cè)定高分子材料的電阻并計(jì)算電阻率。分析工藝條件與測(cè)試條件對(duì)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(duì)兩表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過兩個(gè)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(jì)。體積電阻率：在絕緣材料里面的直流電場(chǎng)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(shí)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(jì)。表面電阻率：在絕緣材料的表面層的直流電場(chǎng)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(shí)間；電極的性質(zhì)和尺寸；在試樣處理和測(cè)試過程中周圍大氣條件和試樣的溫度、濕度。高阻測(cè)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(cè)出電阻兩端的電壓，就可以算出R的值。同樣，給被測(cè)電阻施加一個(gè)已知電壓，測(cè)出流過電阻的電流，也可以算出R的值。問題是R值很大時(shí)，用恒流測(cè)壓法，被測(cè)電壓V=RI將很大。若I=1μA，R=1012Ω，要測(cè)的電壓V=106V。用加壓測(cè)流法，V是已知的，要測(cè)的電流I=V/R將很小。因?yàn)樘幚砣蹼娏麟y度相對(duì)小些，我們采用加壓測(cè)流法，主要誤差來源是微弱電流的測(cè)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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