礦物及固體絕緣材料電阻率測(cè)量的小型電極【中文6350字】【PDF+中文WORD】
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中國(guó)科學(xué): 技術(shù)科學(xué) 2011 年第 41 卷第 7 期: 890 -895
【中文6350字】
礦物及固體絕緣材料電阻率測(cè)量的小型電極實(shí)驗(yàn)裝置與應(yīng)用
汪靈①②*, 羅柯①, 李自強(qiáng)①, 關(guān)淞云①, 葛偉①, 張浚源①
成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院, 成都 610059，中國(guó); 成都理工大學(xué)金剛石薄膜實(shí)驗(yàn)室, 成都 610059，中國(guó)
收稿日期: 2010-10-20； 接受日期: 2011-01-07；在線發(fā)布日期：2011-02-03
目前還沒(méi)有一種礦物及固體絕緣材料小塊樣品電阻率測(cè)量的有效方法。為此，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1410-2006 和數(shù)字高阻計(jì)特點(diǎn),研制了一種與通用高阻計(jì)配套使用的小型電極實(shí)驗(yàn)裝置, 將試樣直徑由標(biāo)準(zhǔn)電極的100 mm 減小到18 mm,試樣面積減少了30.86 倍；該裝置采用2個(gè)直徑60 mm×高20 mm的絕緣基座對(duì)三電極系統(tǒng)進(jìn)行支撐和精確定位,以實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)性和測(cè)量結(jié)果的可靠性,其關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是高壓電極和測(cè)量電極的直徑分別為18 和14.6 mm,保護(hù)電極內(nèi)徑和外徑分別為16和18 mm,保護(hù)電極與測(cè)量電極間隙尺寸為0.6 mm,適用于直徑φ=18 mm的礦物及固體絕緣材料平板試樣電阻率測(cè)量；體積電阻率和表面電阻率驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用小型電極實(shí)驗(yàn)裝置與標(biāo)準(zhǔn)電極測(cè)量結(jié)果一致。
1、 前言
電阻率是表征材料電學(xué)性能的重要參數(shù)[1, 2],其常用測(cè)量方法是四探針?lè)ê腿姌O法[3]四探針?lè)ㄖ饕糜诎雽?dǎo)體和導(dǎo)體材料電阻率的測(cè)量,例如:王亞平等人[4]以四探針?lè)榛A(chǔ),發(fā)展了一種高精度四線交流電阻測(cè)試設(shè)備,能夠原位監(jiān)測(cè)Ni80P20, FeZr2 和Fe86B14 非晶合金的晶化動(dòng)力學(xué)過(guò)程。李冠雄等人[5]采用高真空電子束蒸發(fā)方法制備半導(dǎo)體材料Si為過(guò)渡層的Co/Cu/Co 三明治膜過(guò)程中,利用四探針?lè)ㄑ芯苛巳髦文さ木薮烹娮栊?yīng)及磁各向異性與Si過(guò)渡層的關(guān)系。周西松等人[6]利用四探針?lè)ㄑ芯苛薙n(Pb)Te-Bi2Te3系熱電材料的電導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律,結(jié)果表明常溫下樣品的電導(dǎo)率最大, 之后隨溫度升高明顯降低。Ozols等人[7]使用四探針?lè)ㄑ芯苛嗽诓煌酆衔锖亢陀袩o(wú)鐵鎳合金粉末涂層的條件下軟磁化合物的電阻率。Tang 等人[8]利用四探針?lè)ㄑ芯苛薒a1?xSrxMnO3 系列混合物在不同溫度下的電阻曲線。而三電極法則主要用于絕緣材料電阻率的測(cè)量, 例如: Vila 等人[9]采用三電極法研究了電子照射對(duì)聚乙烯與聚酰亞胺膠帶體積電阻的影響。Gonon等人[10]使用三電極系統(tǒng)研究了環(huán)氧復(fù)合材料電阻率隨含水量的變化趨勢(shì)。絕緣材料是指當(dāng)電壓施加在材料兩點(diǎn)之間或其內(nèi)部時(shí), 只產(chǎn)生極小甚至可以忽略不計(jì)的微弱電流[11]。 目前,絕緣材料電阻率測(cè)量方法(三電極法)已有相應(yīng)的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 257-1999[12]和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1410-2006(與國(guó)標(biāo)IEC60093-1980 等效)[13]。其方法是：將樣品加工成直徑為=100 mm 左右、厚h=1~3 mm的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，然后利用高阻計(jì)進(jìn)行測(cè)量。非金屬礦物通常具有優(yōu)良的絕緣性能,但是，由于樣品加工困難等原因，目前還沒(méi)有一種測(cè)量礦物電阻率的有效方法,難以對(duì)非金屬礦物絕緣性能進(jìn)行表征和研究。其主要原因是:許多礦物的解理發(fā)育,或本身存在裂紋與缺陷,在加工過(guò)程中容易開(kāi)裂,難以獲得如此大的標(biāo)準(zhǔn)尺寸樣品。另外,對(duì)于其他固體絕緣材料,在一些情況下要加工或獲取標(biāo)準(zhǔn)尺寸的樣品也是非常困難的。
近年來(lái)，非金屬礦物因其優(yōu)良的電氣性能和低廉的價(jià)格被越來(lái)越多的應(yīng)用于絕緣材料中，例如：2005年我國(guó)的礦物填料在塑料和橡膠中的用量已分別達(dá)到375×104 和120×104 t，成為我國(guó)礦物材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分[14]。因此，研究一種適用于礦物及固體絕緣材料小塊樣品電阻率測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置和方法，不僅對(duì)礦物絕緣性能的表征和研究具有不可替代的作用，而且由于實(shí)驗(yàn)樣品尺寸的大幅減少，將使礦物粉體及其他粉體材料電阻率測(cè)量成為可能，這對(duì)于礦物資源開(kāi)發(fā)利用以及新型絕緣材料研究與應(yīng)用都具有十分重要的意義。
本工作根據(jù)中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T1410-2006 和數(shù)字高阻計(jì)特點(diǎn)，研制出一種適用于礦物及固體絕緣材料小塊樣品(直徑φ=18 mm)電阻率測(cè)量的小型電極實(shí)驗(yàn)裝置，并與通用高阻計(jì)配套使用，對(duì)一些非金屬礦物及固體絕緣材料的體積電阻率和表面電阻率進(jìn)行較系統(tǒng)測(cè)量， 通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)電極(樣品直徑φ=100 mm)測(cè)試結(jié)果以及這些材料已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，獲得了一致的結(jié)果。
2、 固體絕緣材料電阻率測(cè)量原理
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1410-2006, 固體絕緣材料體積電阻和表面電阻率采用高阻儀表進(jìn)行測(cè)量。高阻儀表由數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)、三電極系統(tǒng)和金屬屏蔽箱組成。試樣直徑大小由測(cè)量電極、保護(hù)電極和高壓電極所組成的三電極系統(tǒng)尺寸大小共同決定。圖1是適用于直徑φ=100 mm 固體絕緣材料電阻率測(cè)量的三電極系統(tǒng)工作原理示意圖，為了消除外來(lái)電磁干擾所產(chǎn)生的影響，三電極系統(tǒng)應(yīng)放置于金屬屏蔽箱中, 其測(cè)量原理如下。
測(cè)量體積電阻時(shí)(圖1(a))， 測(cè)量電極1-1#通過(guò)導(dǎo)線1-2#與高阻儀表的測(cè)量端相連，高壓電極3-1#通過(guò)導(dǎo)線3-2#與高阻儀表的高壓端相連，保護(hù)電極2-1#則通過(guò)導(dǎo)線2-2#與高阻儀表的接地端相連，電流按圖1(a)箭頭所示方向穿過(guò)測(cè)試樣品，被測(cè)樣品0#的體積電阻(Rv)由高阻儀表可直接讀取。
圖1 適用于直徑=100 mm 固體絕緣材料電阻率測(cè)量的三電極系統(tǒng)工作原理示意圖
0#－試樣; 1-1#－測(cè)量電極; 2-1#－保護(hù)電極; 3-1#－高壓電極; 1-2#, 2-2#, 3-2#－導(dǎo)線(a) 體積電阻測(cè)量原理; (b) 表面電阻測(cè)量原理
根據(jù)體積電阻(Rv)測(cè)試結(jié)果和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1410-2006 計(jì)算公式如下, 可得到被測(cè)樣品的體積電阻率（ρv）
ρv= RvAeh (1)
式中，v 為體積電阻率(Ω·cm)；h為樣品厚度(cm) ；Rv為體積電阻(Ω), 由高阻計(jì)直接測(cè)試得到；Ae為被保護(hù)電極的有效面積，由電極尺寸決定，其計(jì)算公式為：
Ae=ππd1+g24 （2）
式中， d1 為測(cè)量電極(圖1,1-1#)直徑(cm)，g為測(cè)量電極與保護(hù)電極的間隙(cm), πp=3.1416。對(duì)于直徑φ=100 mm 的標(biāo)準(zhǔn)電極, Ae=21.237 cm2；對(duì)于直徑φ=18mm 自制小型電極, Ae=1.863 cm2。
測(cè)量表面電阻率時(shí)(圖1(b)),測(cè)量電極1-1#通過(guò)導(dǎo)線1-2#與高阻儀表的測(cè)量端相連，保護(hù)電極 2-1#通過(guò)導(dǎo)線2-2#與高阻儀表的高壓端相連,高壓電極 3-1#則通過(guò)導(dǎo)線3-2#與高阻儀表的接地端相連， 電流按圖1(b)箭頭所示方向從測(cè)試樣品表面通過(guò), 被測(cè)樣品0#的表面電阻率(ρs)由高阻儀表根據(jù)表面電阻(Rs)測(cè)量數(shù)據(jù),經(jīng)如下公式自動(dòng)換算得到[15]。
ρs=Rs2πl(wèi)nd2d1 （3）
式中,ρs 為表面電阻率; Rs 為表面電阻(Ω)；d1 為測(cè)量電極直徑(cm)；d2 為保護(hù)電極(圖1, 2-1#)內(nèi)徑(cm)。
3 、 小型電極實(shí)驗(yàn)裝置的研制
圖2是一種適用于直徑φ=18 mm 礦物及固體絕緣材料電阻率測(cè)量的小型電極實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖，其測(cè)量原理與標(biāo)準(zhǔn)電極系統(tǒng)(圖1) 完全相同。由于該裝置的三電極尺寸較小，其研制的關(guān)鍵是三電極尺寸大小等重要技術(shù)參數(shù)確定及其精確定位。
3.1 小型電極系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
三電極系統(tǒng)是整個(gè)裝置的核心，如圖2 所示,其技術(shù)關(guān)鍵是保護(hù)電極的內(nèi)外徑、測(cè)量電極的直徑以及保護(hù)電極與測(cè)量電極之間的間隙尺寸大小等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的確定。
（i）保護(hù)電極的內(nèi)外徑尺寸。樣品直徑的大小直接決定三電極的尺寸大小。樣品直徑過(guò)小, 三電極尺寸將相應(yīng)減小, 并導(dǎo)致保護(hù)電極與測(cè)量電極之間的間隙尺寸g 過(guò)小,從而影響整個(gè)裝置的使用安全性;相反, 若樣品尺寸過(guò)大,又使得實(shí)驗(yàn)裝置失去其小型化意義。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),最終確定樣品直徑φ=18 mm,其面積為254.34 mm2。而φ=100 mm 的標(biāo)準(zhǔn)樣品, 其面積為7850 mm2,與之相比,小型電極樣品面積減少了30.86 倍,使礦物及固體絕緣材料小塊樣品電阻率測(cè)量成為可能。
在絕緣電阻測(cè)量時(shí),為了抵消表面或體積效應(yīng)引起的誤差, 保護(hù)電極2-1#外徑d3和高壓電極3-1#直徑d4應(yīng)與樣品0#直徑d0相同, 即d3=d4= d0=18 mm。另外,由于電極尺寸較小,如果保護(hù)電極2-1#厚度過(guò)大, 將導(dǎo)致與高壓電極3-1#之間隙尺寸過(guò)小而降低系統(tǒng)的安全性,并將大大增大加工難度。因此,綜合各方面因素，保護(hù)電極2-1#的最小厚度為1 mm,則保護(hù)電極2-1#內(nèi)徑d2=16 mm。
（ii） 測(cè)量電極直徑尺寸。由公式(3)可知, d2/d1 為定值, 表面電阻率與d2/d1 比值有關(guān), 而與試樣大小無(wú)關(guān), 因此,可由高阻計(jì)直接讀取. 由于標(biāo)準(zhǔn)電極d2/d1=54 cm/50 cm=1.08, 此常數(shù)不可更改, 那么小型電極d2/d1 也應(yīng)等于1.08。由于小型電極的保護(hù)電極2-1#內(nèi)徑d2=16 mm,那么可確定測(cè)量電極1-1#直徑d1 = 16 mm/1.08=14.8 mm。
（iii） 保護(hù)電極與測(cè)量電極之間的間隙尺寸。由于保護(hù)電極2-1#內(nèi)徑d2=16 mm,測(cè)量電極1-1#直徑d1=14.8 mm,并由于二者之間的間隙距離g= d2-d1/2,那么,可確定間隙尺寸 g=(16 mm-14.8 mm) / 2 =0.6 mm
需要說(shuō)明的是,由于高阻計(jì)最高工作電壓通常為1 kV,而空氣的直流擊穿強(qiáng)度為33 kV/mm[16],在最高工作電壓下,臨界擊穿間歇g=1 kV/(33 kV/mm)≈0.03 mm。也就是說(shuō),一般情況下,只要間歇尺寸g> 0.03 mm, 就能保證不被擊穿。但是,在使用過(guò)程中,由于樣品表面雜質(zhì)和空氣中懸浮顆粒可能落入間隙中,如果g 過(guò)小,就容易被擊穿, 難以保證設(shè)備安全. 由于該裝置g=0.6 mm,大于臨界擊穿間歇近20 倍, 能夠保證電極系統(tǒng)的安全使用。
圖2 適用于直徑=18 mm 礦物及固體絕緣材料電阻率測(cè)量的小型電極實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖
0#, d0－測(cè)試樣品及其直徑; 1-1#, d1－測(cè)量電極及其直徑; 2-1#, d2 , d3－保護(hù)電極及其內(nèi)外徑; 3-1#, d4－高壓電極及其直徑;2-2#, 3-2#－可調(diào)導(dǎo)體螺桿; 5-1#－上絕緣基座; 5-2#－下絕緣基座; 6-1#－不銹鋼固定螺栓; M4, M6－螺桿螺紋直徑; 其余數(shù)字為相關(guān)零件的尺寸大小(單位: mm)
3.2 小型電極系統(tǒng)的精確定位
如圖2 所示,該裝置采用直徑60 mm×高20 mm的上絕緣基座5-1#和下絕緣基座5-2#對(duì)三電極系統(tǒng)進(jìn)行支撐和精確定位, 以實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)性和測(cè)量結(jié)果的可靠性。因?yàn)? 保護(hù)電極2-1#與測(cè)量電極1-1#的間隙距離只有0.6 mm, 如果三電極系統(tǒng)不能精確定位, 將難以獲得可靠測(cè)量數(shù)據(jù), 并容易出現(xiàn)短路, 使儀器遭到破壞. 為了便于測(cè)量, 保護(hù)電極2-1#和高壓電極3-1#分別通過(guò)導(dǎo)體螺桿2-2#和3-2#與高阻計(jì)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接, 而測(cè)量電極1-1#則通過(guò)適當(dāng)加長(zhǎng)與測(cè)量端口相連。
同時(shí),為了便于樣品精確放置在固定位置, 保護(hù)電極2-1#和測(cè)量電極1-1#相對(duì)基座5-1#向下伸出1mm,而高壓電極3-1#相對(duì)基座5-2#向內(nèi)凹陷1 mm,從而形成φ=18.5 mm×1 mm樣品放置凹槽。
另外, 為了使高壓電極3-1#與測(cè)量電極1-1#吻合,采用不銹鋼固定螺栓6-1#將基座5-1#和5-2#進(jìn)行固定和精確定位；為了便于樣品安放和取出方便,使基座5-1#能夠相對(duì)于基座5-2#沿Z 軸和XY 平面內(nèi)360°活動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.3 小型電極實(shí)驗(yàn)裝置的材料選擇
如圖2 所示，小型電極實(shí)驗(yàn)裝置材料主要包括電極材料和絕緣基座材料。
(i) 電極材料。電極材料應(yīng)選取能與試樣緊密接觸的材料,而且不會(huì)因施加外電極引進(jìn)雜質(zhì)而造成測(cè)量誤差,還要保證測(cè)量使用的方便、安全等。常用的電極材料有退火鋁箔、噴鍍金屬層、導(dǎo)電粉末、燒銀、導(dǎo)電橡膠、黃銅和水銀電極等[15]。而從小型電極實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看不僅要求電極和導(dǎo)體螺桿有較高的導(dǎo)電性能,而且要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以便于實(shí)際加工和與固定基座相配合, 另外考慮價(jià)格、使用難易程度、重復(fù)使用性后決定選用固體導(dǎo)電金屬作為電極材料, 可選用的材料有: 紫銅、銀銅、不銹鋼等。
本實(shí)例選用紫銅作為電極和導(dǎo)體螺桿材料,因?yàn)樽香~具有良好的導(dǎo)電性能(20℃時(shí),電阻率僅為1.69×10-2Ω.mm2m),并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性, 易于焊接、加工等優(yōu)點(diǎn)[16]。
(ii) 絕緣基座材料: 由于PC68高阻計(jì)所測(cè)的絕緣電阻極高, 最高可達(dá)1×1017Ω, 根據(jù)公式(1)和(2)換算成h=3 mm 的絕緣材料的體積電阻率最高可達(dá)7.08×1018Ω.cm, 和表面電阻率最高可達(dá)1×1017。如果固定基座絕緣電阻率相對(duì)較小會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差. 因此,固定基座首先要求有極高的電阻率(ρv >1017Ω.cm),以避免對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大的影響；同時(shí),要求材料有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,以起支撐固定作用。據(jù)此,可選用的材料有聚四氟乙烯(F-4)、四氟乙烯和乙烯共聚物(F-40)、聚三氟氯乙烯(F-3)等。
本實(shí)例選用聚四氟乙烯(F-4)作為絕緣基座,其分子式為[17] —( CF2-CF2)— n, 化學(xué)穩(wěn)定性較好,長(zhǎng)期工作溫度 250℃,分解溫度為 415℃,電氣性能優(yōu)良(體積電阻率ρv >1017Ω.cm), 相對(duì)介電常數(shù)(εγ=2.0)和介質(zhì)損耗角正切(tgσ<2×10-4)在已知固體絕緣材料中是最低的, 機(jī)械強(qiáng)度也較高(抗張強(qiáng)度s =1370~3000 N/cm2)[16]。
4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
4.1實(shí)驗(yàn)樣品與加工
實(shí)驗(yàn)樣品有兩類，一類是固體非金屬礦物，主要有： 微晶白云母，四川鑫炬礦業(yè)資源開(kāi)發(fā)股份有限公司生產(chǎn)；白云母片,四川丹巴云母廠提供。另一類是固體絕緣材料,主要有: 800目微晶白云母絕緣灌注膠片,本課題組研制；環(huán)氧酚醛玻璃布板(3240)，四川東方絕緣材料股份有限公司生產(chǎn)；硅橡膠，四川東方絕緣材料股份有限公司生產(chǎn)；金云母軟板,成都興東方電工材料研究有限公司生產(chǎn)，醇酸柔軟云母板(5131B)，成都興東方電工材料研究有限公司生產(chǎn)；舒氏PVC 電氣膠帶, 舒氏集團(tuán)生產(chǎn)。
將同一樣品分別加工成直徑φ=100 mm和φ=18mm,厚度h=0.3~3 mm 的圓片。但舒氏PVC 電氣膠帶除外,其制備方法是: 將膠帶剪成數(shù)條使其呈米字型層層緊密平鋪, 直至平鋪成邊長(zhǎng) a>100 mm, 厚h=3 mm 的正方板, 然后分別剪成直徑φ=100 mm和φ=18 mm 圓片。另外,由于體積電阻和表面電阻對(duì)材料表面污穢和水膜等比較敏感, 需進(jìn)行清潔與烘干處理,其方法是:用沾有無(wú)水乙醇的脫脂棉擦拭每個(gè)樣品表面,然后用蒸餾水沖洗,再將清洗后的樣品放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中,在控溫110℃的條件下烘干24 h,取出后分別裝入密封袋中待測(cè)。
4.2電阻率的測(cè)試方法
采用上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的PC68 型數(shù)字高阻計(jì)(工作電壓220 V,電壓誤差±3%,測(cè)量范圍1×103~1×1017 ), 并分別使用標(biāo)準(zhǔn)電極和小型電極對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品和小塊樣品的體積電阻和表面電阻率進(jìn)行測(cè)試分析。測(cè)試條件: 溫度 t=15℃,對(duì)濕度 RH=62%, 施加電壓U=500 V。所有測(cè)量均重復(fù)三次,分別取其平均值作為最終結(jié)果。
4.3測(cè)量結(jié)果與分析
表1和2是礦物及固體絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)樣品與小塊樣品體積電阻率(Ω.cm)和表面電阻率(Ω)測(cè)量結(jié)果?？梢钥闯?采用標(biāo)準(zhǔn)電極對(duì)φ=100 mm 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果與同一樣品的已知的標(biāo)準(zhǔn)值基本相同, 說(shuō)明該儀器的測(cè)試結(jié)果符合測(cè)量要求；同時(shí)，與采用小型電極對(duì)φ=18 mm 的小塊樣品的測(cè)量結(jié)果也基本相同,說(shuō)明小型電極也能夠比較準(zhǔn)確地測(cè)量礦物及其他固體絕緣材料小塊樣品的電阻率。需要說(shuō)明的是,表1和2中測(cè)試結(jié)果并不是絕對(duì)相同,其原因是電阻率測(cè)試結(jié)果還與測(cè)試溫度、濕度、樣品烘干時(shí)間等因素有關(guān),而且儀器誤差和各個(gè)材料的不均勻性等對(duì)測(cè)試結(jié)果也有一定的影響?？偟膩?lái)看, 其測(cè)試數(shù)據(jù)變化在儀器的正常誤差范圍之內(nèi)。以上結(jié)果說(shuō)明,采用小型電極實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量電阻率是有效的,適用于直徑φ=18 mm 礦物及固體絕緣材料小塊樣品體積電阻率和表面電阻率的測(cè)量。
5 結(jié)論
(ⅰ) 研制了一種能夠與通用高阻計(jì)配套使用, 適用于礦物及固體絕緣材料小塊樣品電阻率測(cè)量的小型電極實(shí)驗(yàn)裝置,將試樣直徑由標(biāo)準(zhǔn)電極的100 mm 減小到18 mm,樣品面積減少了30.86 倍。
(ⅱ) 該裝置采用2個(gè)直徑60 mm×高20 mm 的絕緣基座對(duì)對(duì)測(cè)量電極、保護(hù)電極、高壓電極所組成的三電極系統(tǒng)進(jìn)行支撐和精確定位, 以實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)性和測(cè)量結(jié)果的可靠性,其關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是高壓電極和測(cè)量電極直徑分別為18 和14.6 mm,保護(hù)電極內(nèi)徑和外徑分別為16 和18 mm,保護(hù)電極與測(cè)量電極間隙尺寸為0.6 mm。
(ⅲ) 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,小型電極實(shí)驗(yàn)裝置與通用高阻計(jì)配套使用, 能夠?qū)χ睆溅?18 mm礦物及固體絕緣材料平板試樣的體積電阻率和表面電阻率進(jìn)行測(cè)量, 其結(jié)果與采用標(biāo)準(zhǔn)電極測(cè)量結(jié)果一致。
表1 礦物及固體絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)樣品與小塊樣品體積電阻率(Ω.cm)測(cè)量結(jié)果
表2 礦物及固體絕緣材料標(biāo)準(zhǔn)樣品與小塊樣品的表面電阻率(Ω.cm)測(cè)量結(jié)果
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