45高阻计法测定高分子材料的体积电阻率与表面电阻率 - 南京理工大学

体积电阻率测试方法体积电阻率是材料的一项重要物理指标，它是指材料在单位体积内所具有的电阻特性。

在工程领域中，体积电阻率的测试是非常重要的，因为它能够反映材料的电性能、导电性能和导热性能等重要特性。

本文将介绍体积电阻率测试方法及其应用。

一、体积电阻率的定义体积电阻率是指材料单位体积内所具有的电阻特性，通常用符号ρ表示。

它的单位是欧姆·米（Ω·m），可以用下式表示：ρ = R × S / L其中，ρ为体积电阻率，R 为电阻，S 为截面积，L 为电阻长度。

二、体积电阻率的测试方法体积电阻率的测试方法主要有两种，一种是四电极法，另一种是两电极法。

1. 四电极法四电极法又称为Kelvin法，它是一种比较精确的体积电阻率测试方法。

四电极法的原理是利用四个电极分别测量电流和电压，从而消除电极接触电阻的影响，得到准确的体积电阻率值。

四电极法的测试步骤如下：（1）将被测试材料切成规定大小的样品。

（2）将四个电极固定在样品上，两个电极用于测量电流，另外两个电极用于测量电压。

（3）施加一定大小的电流，测量电压和电流值。

（4）根据测得的电压和电流值，计算出体积电阻率值。

四电极法的优点是测量精度高，能够消除电极接触电阻的影响，适用于各种材料的测试。

但是，它的操作比较繁琐，需要较高的技术水平和专业设备。

2. 两电极法两电极法又称为Ohm法，它是一种常用的体积电阻率测试方法。

两电极法的原理是利用两个电极测量电压和电流，从而得到体积电阻率值。

两电极法的测试步骤如下：（1）将被测试材料切成规定大小的样品。

（2）将两个电极固定在样品上，一个电极用于测量电流，另外一个电极用于测量电压。

（3）施加一定大小的电流，测量电压和电流值。

（4）根据测得的电压和电流值，计算出体积电阻率值。

两电极法的优点是操作简单，设备简单，适用于各种材料的测试。

但是，它无法消除电极接触电阻的影响，因此测量精度较低。

三、体积电阻率测试的应用体积电阻率测试在工程领域中有广泛的应用，以下是一些典型应用案例：1. 电子元器件材料的测试在电子元器件制造过程中，需要测试材料的体积电阻率，以确保元器件的电性能符合要求。

实验十五聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定一、实验目的1．掌握聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测试方法；2．比较极性与非极性聚合物的电阻系数数值范围。

二、实验原理材料的导电性是由于其内部存在传递电流的自由电荷，即载流子，在外加电场作用下，这些载流子作定向移动，形成电流。

导电性优劣与材料所含载流子的数量、运动速度有关。

常用电阻系数（电阻率）ρ或电导系数（电导率）σ表征材料的导电性，它们是一些宏观物理量，而载流子浓度和迁移率则是表征材料导电性的微观物理量。

大量高聚物是作为绝缘材料使用的，但具有特殊结构的高聚物可能成为半导体、导体，甚至人们提出了超导体的模型。

决定高聚物导电性的因素有化学结构、分子量、凝聚态结构、杂质以及环境（温度、湿度等）等。

饱和的非极性高聚物具有很好的电绝缘性能，理论上计算它们的电阻系数可达到1023欧姆·米，而实测值要小几个数量级，说明高聚物中除自身结构以外的因素（如残留的催化剂、各种添加剂等）对导电性能产生了不小的影响。

极性高聚物的电绝缘性次之，微量的本征解离产生导电离子，此外，残留的催化剂、各种添加剂等都可以提供导电离子。

而一些共轭高聚物如聚乙炔则可制成半导体材料，这是由于主链上π轨道相互交叠，π电子有较高的迁移率。

但是它们的导电性实际并不高，原因是受到电子成对的影响，电子成对后，只占有一个轨道，空出另一个轨道，两个轨道能量不同，电子迁移时必须越过轨道间的能级差，这样就限制了电子的迁移，材料导电率下降。

采用掺杂方法可以减小能级差，电子迁移速率提高。

Heeger（黑格，美国)、 MacDiarmid（麦克迪尔米德，美国）以及白川英树（日本）就成功地完成了用溴、碘掺杂聚乙炔，没有掺杂时聚乙炔的电导率为3.2X10-6Ω-1•cm-1，掺杂后竟达到了38Ω-1•cm-1，提高了1000万倍，接近金属铝和铜的电导率。

并且在发现聚乙炔的导电性后，黑格发现聚乙炔的磁性、电学、光学性质都异常。

高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率2010年03月07日10：37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。

最基本的是电导性能和介电性能,前者包括电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ）和电气强度（击穿强度Eb）；后者包括极化（介电常数εr)和介质损耗（损耗因数tgδ）。

共四个基本参数。

种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的.就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体,如表1所示.多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小,电击穿强度高,加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。

高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻.绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻.由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响,为满足工作条件下对绝缘电阻的要求，必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。

表1 各种材料的电阻率范围材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m）超导体导体≤10-810—8~10-5半导体绝缘体10-5～107 107～1018除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的微量杂质的存在。

当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能,例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。

表2为高分子材料的电学性能及其研究的意义。

表2 高分子材料的电学性能及测量的意义电学性能电导性能①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ）②电气强度(击穿强度Eb）介电性能③极化（介电常数εr）④介电损耗（损耗因数tanδ)测量的意义实际意义①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高.②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。

电阻率测定：Re:500-特种防腐导电涂料电阻率小知识1、绝缘电阻：两个电极与试样接触或嵌入试样内。

加于两极上的直流电压和流经电极间的全部电流之比，称为绝缘电阻。

它是由样品的体积电阻和表面电阻两部分组成的。

2、体积电阻R v和体积电阻率ρv：在两电极间嵌入一试样，使它们很好地接触。

施于两电极上的直流电压与流过试样体积内的电流之比，称为体积电阻R v。

由R v及电极和试样尺寸算出1cm3材料。

两对面间的电阻称为体积电阻率。

板状试样体积电阻率公式：ρv＝R v S/d(Ω.cm) 式中:S──测量电极面积（CM2）；d──试样厚度（CM） R v ──体积电阻（Ω）（从高阻计上读出）3、表面电阻R s和表面电阻率ρs。

在试样的一个面上，放置两电极，施于两电极间的直流电压与沿两电极间试样表面层上的电流之比，称为表面电阻R s。

由R s及表面上电极（上电极和环电极）尺寸，算出1cm2材料表面所具有的电阻（Ω），称为表面电阻率。

板状试样表面电阻率公式：ρs＝R s2π/Ln(d2/d1) 式中：π───3.1416 R s───表面电阻（Ω）（从高阻计上测出） D1───测量电极直径（CM）； D2──环电极内径收藏词条编辑词条GB/T3781.9-93 乙炔炭黑电阻率的测定创建时间：2008-08-02GB/T3781.9-93 乙炔炭黑电阻率的测定 (Acetylene black-Determination of resistivity)1主题内容与适用范围本标准规定了乙炔炭黑电阻率的测定方法。

本标准适用于乙炔炭黑电阻率的测定。

2引用标准GB/T3780.8炭黑加热减量的测定3原理将试样放在基本绝缘的邻苯二甲酸二丁酯中，借助电动搅拌器的作用，使之分散均匀并形成一个稳定的悬浮体，测定悬浮体的电阻率以表征导电性的强弱。

4A法(仲裁法)4.1试剂4.1.1邻苯二甲酸二丁酯：分析纯。

4.1.2 95％乙醇(GB679)：分析纯。

电阻率、体积电阻率、表面电阻率的区别与测定方法什么是电阻率？电阻跟导体的材料、横截面积、长度有关。

导体的电阻与两端的电压以及通过导体的电流无关。

导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比．(1)定义或解释电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。

用某种材料制成的长为1米、横截面积为1mm2米。

的导体的电阻，在数值上等于这种材料的、电阻率。

(2)单位在国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米。

一般常用的单位是欧姆·毫米2／米。

(3)说明①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。

在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。

式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。

如一个220 V100 W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。

电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

什么是体积电阻率？体积电阻率，是材料每单位体积对电流的阻抗，用来表征材料的电性质。

通常体积电阻率越高，材料用做电绝缘部件的效能就越高。

通常所说的电阻率即为体积电阻率。

，式中，h是试样的厚度（即两极之间的距离）；S是电极的面积，ρv 的单位是Ω·m（欧姆·米）。

材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自由电荷，这些自由电荷通常称为载流子，他们可以是电子、空穴、也可以是正负离子。

在弱电场作用下，材料的载流子发生迁移引起导电。

材料的导电性能通常用与尺寸无关的电阻率或电导率表示，体积电阻率是材料导电性的一种表示方式。

简言之，在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻.什么是表面电阻率？表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；访伸展流主要为流过试样表层的电流,也包括一部分流过试样体积的电流成分.在两电极间可能形成的极化忽略不计.表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻.材料说明A、通常,绝缘材料用于电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘,固体绝缘材料还起机械支撑作用.一般希望材料有尽可能高的绝缘电阻,并具有合适的机械、化学和耐热性能.B、体积电阻班组可作为选择绝缘材料的一个参数,电阻率随温度和湿度的京戏化而显著变化.体积电阻率的测量常常用来检查绝缘材料是否均匀,或都用来检测那些能影响材料质量而又不能作其他方法检测到的导电杂质.C、当直流电压加到与试样接触的两电极间时,通过试样的电流会指数式地衰减到一个稳定值.电流随时间的减小可能是由于电介质极化和可动离子位移到电极所致.对于体积电阻小于10的10Ω.m的材料,其稳定状态通常在1min内达到.因此,要经过这个电化时间后测定电阻.对于电阻率较高的材料,电流减小的过程可能会持续几分钟、几小时、几天,因此需要用较长的电化时间.如果需要的话,可用体积电阻率与关系来描述材料的特性. D、由于体积电阻总是要被或多或少地包括到表面电阻的测试中去,因些近似地测量表面电阻,测得的表面电阻值主要反映被测试样表面污染的程度.所以,表面电阻率不是表面材料本身特性的参数,而是一个有关材料表面污染特性的参数.当表面电阻较高时,它常随时间以不规则的方式变化.测量表面电阻通常都规定11min的电化时间.电阻率的测量方法和精度1、方法：测量高电阻常用的方法是直接法和比较法.直接法是测量加在试样上的直流电压和流过试样的电流而求得试样电阻.直接法主要有检流计法和直流放大法（高阻计法）比较法主要有检流计法和电桥法.2、精度：对于大于10的10Ω的电阻,仪器误差应在±20%的范围内；对于不大于10的10Ω的电阻,仪器误差应在±10%的范围内.3、保护：测量仪器用的绝缘材料一般只具有与被测材料差不多的性能.试样的测试误差可以由下列原因产生：①外来寄生电压引起的杂散电流通渠道.通常不知道它的大小,并且有漂移的特点；②测量线路的绝缘材料与试样电阻标准电阻器或电流测量装置的并联.使用高电阻绝缘奢侈可以改善测量误差,但这种方法将使仪器昂贵而又笨重,而且对高阻值试样的测量仍不能得到满意的结果.较为满意的改进方法是使用保护技术,即在所有主要的绝缘部位安置保护导体,通过它截信了各种可能引起误差的杂散电流；将这些导电联接在一起组成保护系统,并与测量端形成一个三端网络.当线路连接恰当时,所有外来寄生电压的杂散电流被子保护系统分流到测量电路以下,这就可大大减少误差的可能性.在系统的保护端和被保护端之间存在的电解电势,接触电势或热电运势较小时,均能补偿掉,使它们在测量中不引起显著误差.在电流测量中,由于被保护端和保护端之间的电阻与电流测量装置并联可能产生误差,因此前者至少应为电流测量装置输入电阻的10倍,最好为100倍.在电桥法测量中,保护端与测量端带有大致相同的电位,但电桥中的一个标准电阻与不保护端和保护端之间的电阻并联,因此,后者至少为标准电阻的10倍,最好20倍.在开始测试前先断开电源和试样的连线进行一次测量,此时设备应在它的灵敏度许可范围内指示无穷大的电阻.可用一些已知值的标准电阻业检查设备运行是否良好.体积电阻率为了测业体积电阻率,使用的保护系统应能抵消由表面电流引起的误差.对表面泄漏可忽略的试样,在测量体积电阻时可以去掉保护.在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的间隙宽度要均匀,并且在表面泄漏不致引起测量误差的条件下间隙应尽可能窄,实际使用时最小为1MM.表面电阻率为测定表面电阻率,使用的保护系统应尽可能地抵消体积电阻引起的影响。

高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。

最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。

共四个基本参数。

种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。

就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。

多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。

高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。

绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。

由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求，必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。

表1 各种材料的电阻率范围材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m)超导体导体≤10-810-8～10-5 半导体绝缘体10-5～107 107～1018除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的微量杂质的存在。

当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。

表2为高分子材料的电学性能及其研究的意义。

表2 高分子材料的电学性能及测量的意义电学性能电导性能①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ）②电气强度（击穿强度Eb）介电性能③极化（介电常数εr）④介电损耗（损耗因数tanδ）测量的意义实际意义①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。

②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。

③高频电子材料要求高频、超高频绝缘。

《材料分析方法》复试考题一、解释下列名字的不同1、X射线衍射与电子衍射有何异同？电子衍射与X射线衍射相比具有下列特点：1）电子波的波长比X射线短的多，在同样满足布拉格定律时，它的衍射角0非常小,约为10-2rad,而X射线衍射时,最大角可接近n /2。

2）电子衍射操作时采用薄膜样品，薄膜样品的倒易阵点会沿样品的厚度方向延伸成杆状，于是，增加了倒易阵点和厄瓦尔德球相交的机会，结果使略微偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。

3）由于电子波的波长短，采用厄瓦尔德图解时，反射球的半径很大，在衍射角0较小的围，反射球面可以近似看成一个平面•可以认为，电子衍射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面•这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观地反映各晶面的位向，便于实际结构分析。

4）原子对电子的散射能力远高于它对X—射线的散射能力（约高出4个数量级），故电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。

2、特征x射线与连续x射线4、物相分析与成分分析二、说出下列检定所要用的手段（这个记不清了）1、测奥氏体成分含量直接比较法（定量）2、薄膜上1nm微粒的物相3、晶界的微量成分好像肯定俄歇谱仪4、忘了，反正就是XRD透射电镜，扫描电镜，定性啊，定量啊什么的三、让你说明德拜照相法的衍射几何，还让画图四、给你一个图，让你说明二次电子成像的原理五、说明宏观应力测定的原理（没复习到，比较难）六、给你一个衍射斑点的图，告诉你体心立方好像，然后让你鉴别出点的指数七、给了一个15组数据的X射线衍射数据，还有3个PDF卡片，SiO2,a -AI2O3 , 3 -AI2O3，然后让你说明这15组数据分别属于哪个物相，就是物相检定的一个实际操作。

2011复试材料分析方法回忆版一、简答题（40=5*4+10*2）1、连续X射线与特征X射线的特点连续X射线：1）X射线强度I沿着波长连续分布2）存在短波限入SWL3）存在最大强度对应的波长入m特征X射线波长对阳极靶材有严格恒定数值。

高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率2010年03月07日10:37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。

最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。

共四个基本参数。

种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。

就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。

多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。

高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。

绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。

由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求，必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。

表1 各种材料的电阻率范围材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m)超导体导体≤10-810-8～10-5 半导体绝缘体10-5～107 107～1018除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的微量杂质的存在。

当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。

表2为高分子材料的电学性能及其研究的意义。

表2 高分子材料的电学性能及测量的意义电学性能电导性能①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ）②电气强度（击穿强度Eb）介电性能③极化（介电常数εr）④介电损耗（损耗因数tanδ）测量的意义实际意义①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。

ESD工程师考试试题(2016) A卷考生姓名： 工作单位：分 数： 考试时间：（一） 判断题（每题1分）下列叙述是否正确，将错误用“×”或正确用“√”填入题后括号内（1）在生产、组装静电敏感器件过程中产生的静电，对其质量造成损害的原因主要表现在静电吸附尘埃、静电放电、静电场感应三个方面。

（ ）（2）在电子工业生产中，采取被动静电屏蔽措施防止静电场不良影响时，屏蔽体内电场强度不等于零。

（ ）（3） 一只标有220伏、5安的瓦时表，可以测量1.5千瓦以下的负载功率，可接20盏60瓦电灯。

（ ）（4） 电子工业静电防护措施可以简述为：主要有静电耗散及泄漏；静电中和；静电屏蔽与接地；环境增湿 ；电子产品的静电防护设计。

（ ）（5） 通常所说的技术标准中有产品、方法、基础、安全与环境保护标准。

（ ）（6） 在使用离子静电消除器时，消除器的平衡电压（残余电压），应小于所操作静电敏感器件的静电敏感电压值。

（ ）（7） 构建一个防静电工作区时，应尽可能的使区域中每一个接触静电敏感器件的装备（设备、用品）、人员和静电敏感器件处在同一个对地电位上。

（ ）（8） 所有防静电材料的体积电阻都是线性电阻。

（ ）（9） 应依据标准SJ/T31469《防静电地面施工及验收规范》，验收一个防静电工作区。

（ ）（10）中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局主管全国进出口商品检验。

（）（二）多选题（每题2分）将正确会答的题号填入题后括号内。

（1）一个10伏电压的直流电路里有三只电阻，阻值分别4欧姆、2欧姆和2欧姆。

已知两只2欧姆电阻并联后再和4欧姆电阻串联连接在电路中。

下列哪些回答正确？ （ ）A 总电路的电流2安培，4欧姆电阻上的电压降为2伏；B 4欧姆电阻上的电压降8伏，流过两只2欧姆电阻的电流各为1安培；C 流过4欧姆电阻的电流2安培。

2欧姆电阻上的电压降2伏。

（2） 在有静电防护的场所中，为什么要设置防静电接地？ （ ）A 设置防静电接地用于泄放静电和等电位连接，并在防静电区域提供一个公共的零电位（假设）区域；B 防静电接地给防静电装备提供对地静电泄放通路；C 设置防静电接地是为了保护人身安全。

实验十五聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定一、实验目的1．掌握聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测试方法；2．比较极性与非极性聚合物的电阻系数数值范围。

二、实验原理材料的导电性是由于其内部存在传递电流的自由电荷，即载流子，在外加电场作用下，这些载流子作定向移动，形成电流。

导电性优劣与材料所含载流子的数量、运动速度有关。

常用电阻系数（电阻率）ρ或电导系数（电导率）σ表征材料的导电性，它们是一些宏观物理量，而载流子浓度和迁移率则是表征材料导电性的微观物理量。

大量高聚物是作为绝缘材料使用的，但具有特殊结构的高聚物可能成为半导体、导体，甚至人们提出了超导体的模型。

决定高聚物导电性的因素有化学结构、分子量、凝聚态结构、杂质以及环境（温度、湿度等）等。

饱和的非极性高聚物具有很好的电绝缘性能，理论上计算它们的电阻系数可达到1023欧姆·米，而实测值要小几个数量级，说明高聚物中除自身结构以外的因素（如残留的催化剂、各种添加剂等）对导电性能产生了不小的影响。

极性高聚物的电绝缘性次之，微量的本征解离产生导电离子，此外，残留的催化剂、各种添加剂等都可以提供导电离子。

而一些共轭高聚物如聚乙炔则可制成半导体材料，这是由于主链上π轨道相互交叠，π电子有较高的迁移率。

但是它们的导电性实际并不高，原因是受到电子成对的影响，电子成对后，只占有一个轨道，空出另一个轨道，两个轨道能量不同，电子迁移时必须越过轨道间的能级差，这样就限制了电子的迁移，材料导电率下降。

采用掺杂方法可以减小能级差，电子迁移速率提高。

Heeger（黑格，美国)、 MacDiarmid（麦克迪尔米德，美国）以及白川英树（日本）就成功地完成了用溴、碘掺杂聚乙炔，没有掺杂时聚乙炔的电导率为3.2X10-6Ω-1•cm-1，掺杂后竟达到了38Ω-1•cm-1，提高了1000万倍，接近金属铝和铜的电导率。

并且在发现聚乙炔的导电性后，黑格发现聚乙炔的磁性、电学、光学性质都异常。

电阻率、体积电阻率、表面电阻率如何测定什么是电阻率？1. 电阻跟导体的材料、横截面积、长度有关。

2. 导体的电阻与两端的电压以及通过导体的电流无关。

3. 导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比。

(1)定义或解释电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。

用某种材料制成的长为1米、横截面积为1mm2的导体电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。

(2)单位在国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米。

(3)说明①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。

在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρ0(1+at)。

式中t是摄氏温度，ρ0是0℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。

如一个220V、100 W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。

电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

什么是体积电阻率？体积电阻率，是材料每单位体积对电流的阻抗，用来表征材料的电性质。

通常体积电阻率越高，材料用做电绝缘部件的效能就越高。

通常所说的电阻率即为体积电阻率。

，式中，h是试样的厚度（即两极之间的距离）；S是电极的面积，ρv的单位是Ω·m（欧姆·米）。

材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自由电荷，这些自由电荷通常称为载流子，他们可以是电子、空穴、也可以是正负离子。

在弱电场作用下，材料的载流子发生迁移引起导电。

材料的导电性能通常用与尺寸无关的电阻率或电导率表示，体积电阻率是材料导电性的一种表示方式。

简言之，在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻。

什么是表面电阻率？表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；访伸展流主要为流过试样表层的电流,也包括一部分流过试样体积的电流成分.在两电极间可能形成的极化忽略不计。

常见绝缘材料表面/体积电阻率测试标准FT—304绝缘材料表面/体积电阻率测试仪一、概况：(1)适用标准：GB/T 22042-2008《服装防静电性能表面电阻率试验方法》；EN 1149—1—1995 《防护服静电性能第1部分表面电阻检验方法和要求》；GB/T 1410—2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》（与国际标准IEC93-1980等效）；FZ/T 64013-2008 《静电植绒毛绒》;SJ/10694—2006《电子产品制造与应用系统防静电检测通用规范》6.1及ASTM D257《绝缘材料的直流电阻或电导试验方法》要求制作。

GB/T 2439—2001《硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定》；GB/T 10581-2006 《绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法》；GB/T 1692—2008 《硫化橡胶绝缘电阻率的测定》；GB/T 12703。

4-2010 《纺织品静电性能的评定第４部分:电阻率》GB/T 10064-2006《测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法》.(2)适用范围：适用于测量粉末、粉体、颗粒物、电子元器件、介质材料、电线电缆、防静电产品、如防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计算机房防静电活动地板等电阻值等绝缘性能的检验和电子电器产品的绝缘电阻测量。

本仪器测量高电阻测微电流. (3)特点:采用四探针测量法、仪器体积小、重量轻、高稳定性，高准确度的数字高阻测量仪器.本仪器配不同的测量电极（夹具）可以测量不同材料（固体、粉体或液体）的体积电阻率和表面电阻率或电导率及方阻.（4）材料的导电性是用电阻率ρ(单位：欧·米）或电导率σ（单位：欧-1·米—1）来表示的。

两者互为倒数,并且都与试样的尺寸无关,而只决定于材料的性质。

工程上习惯将材料根据导电性质粗略地分为超导体、导体、半导体和绝缘体四类。

二、表面电率阻率/体积电阻率测试仪技术指标1、电阻测量范围：0.01×104Ω～1×1016Ω.电阻率：1.0×104～ 2。

电性能一、介电强度和耐电压实验1.实验目的○1.了解测定高分子材料介电强度和耐电压值的基本原理○2.掌握高分子材料材料介电强度和耐电压值的测定方法2.实验原理本方法是用连续均匀升压或者逐级升压的方法，对试样施加交流电压，直至击穿，测出击穿电压值，计算试样的介电强度，用迅速升压的方法，将电压升到规定值，保持一定的时间试样不击穿，记录电压值和时间，即为此试样的耐电压值，以千伏和分表示。

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、陶瓷和玻璃等在工频电压下击穿电压，介电强度和耐电压值的测试。

对有些绝缘材料如橡胶以及橡胶制品，薄膜等的上述性能实验，可按照有关标准或者参考本标准进行。

3.实验试样本次实验采用多型腔圆片模具注塑成型的高密度聚乙烯圆片试样，试样尺寸直径为120mm，试样外观：表面要平整、均匀、没有裂纹、气泡和机械等缺陷试样数量：不得少于3个4.实验设备轻型高压实验变压器YDQ10/100放电球隙测压器规格Φ100M/m (泸州试验变压器厂) 1台球形电极游标卡尺1条5.实验操作①按连续均匀开压法，先安装好式样，即将HDPE圆片放在2球中间夹住；②通过变压器控制器连续升压，直到听到击穿的声响，电压表指针所指最大值即为击穿电压。

6.实验结果7.思考讨论1.用不同的试样制备方法所得试样测试结果有何不同？为什么？答：用不同的试样制备方法制得的试样，其均匀性密度及杂质含量会有所不同，而这些都会使击穿电压发生变化。

2试样中的含水量对测定结果有何影响？答：由于水未及性分子在交变电场作用下十分活跃，会加速试样的击穿，也就是说降低试样的介电强度。

含水率越大，水份越多，能明显增加高聚物导电的极性杂质。

3.实验条件对实验有何影响？如何影响？答：在较低温度段下的升高，一方面使聚合物的粒度降低，极性链的活动增强，导电能力增加，击穿强度降低；另一方面，在较高的温度段下，分子热运动加剧，对偶极转动干扰增加，使极化减弱，导电能力下降，击穿强度增大。

固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法固体绝缘材料是工业制品和电力设备制造中绝缘电介质的重要组成部分。

而固体绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率是评价其绝缘性能的重要物理参数。

因此，为了确保工业制品和电力设备的安全和性能，必须进行试验检测。

以下是固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法的详细步骤：一、体积电阻率试验方法1.试验材料准备好需要测试的固体绝缘材料样本，将其切割成尺寸适当的圆片状，并去除其表面的氧化层和杂质，保证样本的表面平整。

2.试验设备准备好直流高阻测量仪器，包括高阻表和电源电压源。

此外，还需要保持试验现场的通风干燥。

3.试验操作将已经准备好的样本安装到测量设备中，采用直流高阻测量法对其体积电阻率进行测量。

具体操作步骤为：先将电源电压源的输出电压设定在5V左右，将高阻表设定在1MΩ的范围内，并将电表接头与样品的两侧电极相连接。

接着，打开电源开关，记录样品两侧电压值和电流值，计算出其体积电阻率。

二、表面电阻率试验方法1.试验材料准备好需要测试的固体绝缘材料样本，将其切割成尺寸适当的圆片状，并去除其表面的氧化层和杂质，保证样本的表面平整。

2.试验设备准备好直流低阻测量仪器和串联电源电压源，此外，还需要保持试验现场的通风干燥。

3.试验操作将已经准备好的样本安装到测量设备中，采用直流低阻测量法对其表面电阻率进行测量。

具体操作步骤为：将电源电压源的输出电压设定在10V左右，将低阻表设定在1Ω的范围内，并将电表接头与样品两侧相接。

接着，打开电源开关，记录样品两侧电压值和电流值，计算出其表面电阻率。

总之，固体绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率测量是评价其绝缘性能的两个基本物理参数，且与其它物理参数如介电常数、耐压强度等有密切关系。

因此，在工业生产和科研工作中，正确选择合适的试验方法和设备，对比试验材料性能，才能更好地满足实际生产和应用需求。

体积电阻系数和表面电阻系数测定一、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。

掌握高分子材料材料体积电阻系数和表面电阻系数测定的测定方法。

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ρV =R V Sd式中 ρV 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， ρS = R S2∏Ln （d 2/d 1）式中 ρS 表面电阻系数，Ω R S 表面电阻，Ωd 2 电极直径， cm d 1 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3mm四、实验设备精密变流稳压器 Ys8I-3000VA 宜昌电工仪器厂 微电流测试仪 上海第六电表厂 高阻计 上海第六电表厂五、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/d150mm平板保护电极内径/d254mm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/mm1 7.1×10157.8×1015 3.002 7.0×1015 6.9×1015 3.003 7.1×10157.0×1015 3.00 计算结果表面电阻系数ρS = R S 2∏Ln（d2/d1）式中 ρS 表面电阻系数，Ω R S 表面电阻，Ωd 2 电极直径， cm d 1 保护电极内径，cm 以第一组数据为例，代入数据得： ρS =7.1×1015×2×3.14Ln （5.4/5）＝5.79×1017Ω体积电阻系数 ρV =R V Sd式中 ρV 体积电阻系数，Ω·cm R V 体积电阻，ΩS 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：ρV =7.8×1015× 20.25*53.00＝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1 1.62×1016 5.79×10172 1.44×1016 5.71×10173 1.46×1016 5.79×1017 平均值1.51×10165.76×1017材料体积电阻系数为1.51×1016Ω·cm ；表面电阻系数为5.76×1017Ω八、结果讨论九、思考题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。

绝缘材料的直流电阻率或电导率的标准测试方法该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年份,对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。

括号里的数字表示最近一次通过审批的年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改.1、适用范围1.1这些测试方法涵盖了直流绝缘电阻率、体积电阻率和表面电阻率的测量步骤。

通过试样、电极的几何尺寸和这些测量方法可以计算得到电绝缘材料的体积和表面电阻，同时也可以计算得到相应的电导率和电导。

1.2这些测试方法不适用测量适度导电的材料的电阻和电导。

采用测试方法D4496来表征这类材料。

1.3这个标准描述了测量电阻或电导的几种可替换的方法.最适合某种材料的测试方法是采用适用于该材料的标准ASTM测试方法，而且这种标准测试方法定义了电压应力的极限值和有限的通电时间，以及试样的外形和电极的几何形状。

这些单个的测试方法能更好的表示出结果的精度和偏差。

1.4测试步骤出现在下列部分中：测试方法或步骤部分计算13测试仪器和方法的选择7清洁固体试样10。

1试样的处理11屏蔽电极的有限区域附录X2电极系统 6影响绝缘电阻或电导测量的因素附录X1湿度控制11。

2液体试样和电池9。

4精度和偏差15电阻或电导测量的步骤12参考文件 2报告14取样8意义和使用 5试样安装10测试方法总结 4专业术语 3绝缘材料表面、体积电阻或电导的测试试样9典型测试方法附录X31。

5 这个标准并没有列出与其应用相关的所有安全方面的考虑。

使用该标准的用户需要建立适当安全、健康的操作规范和确立使用前监管限制的适用范围。

2、参考文件2.1 ASTM标准D150 电绝缘固体的交流损耗特性和介电常数的测试方法D374 电绝缘固体的厚度的测量方法D1169 电绝缘液体的电阻率的测试方法D1711 与电绝缘体相关的术语D4496 适度导电材料的直流电阻和电导的测试方法D5032 通过水甘油溶液保持恒定相对湿度的做法D6054 处理测试用电绝缘材料的方法E104 通过水溶液保持恒定的相对湿度的做法3、术语3。