電絕緣粘合劑電阻率測量?jì)x

電絕緣粘合劑電阻率測量?jì)x

一、產(chǎn)品特點(diǎn)：

ATI-212材料電阻率測試儀（電阻率測定儀）能測試體積電阻率和表面電阻率實(shí)現目前市場(chǎng)測量量程寬，支持觸摸屏設置及顯示，支持微型打印機，同時(shí)支持USB與電腦通訊，配備電腦軟件，實(shí)時(shí)顯示測量曲線(xiàn)，支持歷史數據存儲，并支持同類(lèi)材料實(shí)驗結果對比分析。

二、適用標準：

GB/T1410-2006、 ASTM D257-99 、 GB/T2439-2001、GB/T10581-2006、 GB/T1692-2008、GB/T 12703.4-2010、 GB/T10064-2006。

電絕緣粘合劑電阻率測量?jì)x

三、適用材料：

橡膠、塑料、聚酯薄膜、膠片、硅膠、光伏組件、汽車(chē)零部件、復合材料、陶瓷、玻璃、云母、樹(shù)脂等固體絕緣材料。配備不同電極還可測試液體、粉末材料。

四、技術(shù)參數：

五、以下為此儀器的標準：

1、范圍

本標準規定了固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率的試驗方法。這些試驗方法包括對固體絕緣 材料體積電阻和表面電阻的測定程序及體積電阻率和表面電阻率的計算方法。

體積電阻和表面電阻的試驗都受到下列因素影響：施加電壓的大小和時(shí)間；電極的性質(zhì)和尺寸；在 試樣處理和測試過(guò)程中周?chē)髿鈼l件和試樣的溫度、溫度。

2、規范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標準的引用而成為本標準的條款。 凡是注日期的引用文件，其隨后所有 的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的版本。 凡是不注日期的引用文件，其版本適用于本標準。

GB/T 10064-2006 測定固體絕緣材料絕緣電阻的試驗方法（IEC 60167:1964,IDT)

GB/T 10580-2003固體絕緣材料在試驗前和試驗時(shí)采用的標準條件。EC 60212:1971,IDT)

IEC 60260: 1968 非注入式恒定相對溫度的試驗箱

3、定義

下列定義適用于本標準。

3.1

體積電阻 volume resistance

在試樣兩相對表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過(guò)這兩個(gè)電極之間的穩態(tài)電流之商，不包 括沿試樣表面的電流，在兩電極上可能形成的極化忽略不計。

注：除非另有規定，體積電阻是在電化一分鐘后測定。

3.2

體積電阻率 volume resistivity

在絕緣材料里面的直流電場(chǎng)強度和穩態(tài)電流密度之商，即單位體積內的體積電阻。

注：體積電阻率的SI單位是。 ' m。 實(shí)際上也使用。? cm 這一單位。

3.3

表面電阻 surface resistance

在試樣的其表面上的兩電極間所加電壓與在規定的電化時(shí)間里流過(guò)兩電極間的電流之商，在兩電 極上可能形成的極化忽略不計。

注1：除非另有規定，表面電阻是在電化一分鐘后測定。

注2：通常電流主要流過(guò)試樣的一個(gè)表面層，但也包括流過(guò)試樣體積內的成分。

3.4

表面電阻率 surface resistivity

在絕緣材料的表面層里的直流電場(chǎng)強度與線(xiàn)電流密度之商，即單位面積內的表面電阻。 面積的大 小是不重要的。

注：表面電阻率的SI單位是0。 實(shí)際上有時(shí)也用 “歐每平方單位”來(lái)表示。

3.5

電極electrodes

電極是具有一定形狀、尺寸和結構的與被測試樣相接觸的導體。

注：絕緣電阻是加在與試樣相接觸的兩電極之間的直流電壓與通過(guò)兩電極的總電流之商。絕緣電阻取決于試樣的

表面電阻和體積電阻（見(jiàn)GB/T10064一一2006）。

4、意義

4.1 通常，絕緣材料用于將電氣系統的各部件相互絕緣和對地絕緣；固體絕緣材料還起機械支撐作用。對于這些用途，一般都希望材料具有盡可能高的絕緣電阻，有均勻*的、得到認可的機械、化學(xué)和耐熱性能。表面電阻隨濕度變化很快，而體積電阻隨溫度變化卻很慢，盡管其終的變化也許較大。

4.2 體積電阻率能被用作選擇特定用途絕緣材料的一個(gè)參數。電阻率隨溫度和捏度的變化而顯著(zhù)變 化，因此在為一些運行條件而設計時(shí)必須對其了解。體積電阻率的測量常被用于檢查絕緣材料生產(chǎn)是否始終如一，或檢測能影響材料質(zhì)量而又不能用其他方法檢測到的導電雜質(zhì)。

4.3 當一直流電壓加在與試樣相接觸的兩電極之間時(shí)，通過(guò)試樣的電流會(huì )漸近地減小到）個(gè)穩定值。電流隨時(shí)間的減小可能是由于電介質(zhì)極化和可動(dòng)離子位移到電極所致。對于體積電阻率小于10¹⁰ Ω. m的材料，其穩定狀態(tài)通常在一分鐘內達到，因此，經(jīng)過(guò)這個(gè)電化時(shí)間后測定電阻。對于體積電阻率較高的材料，電流減小的過(guò)程可能會(huì )持續到幾分鐘、幾小時(shí)、幾天甚至幾星期。因此對于這樣的材料，采用較長(cháng)的電化時(shí)間，且如果合適，可用體積電阻率與時(shí)間的關(guān)系來(lái)描述材料的特性。

4.4 由于或多或少的體積電導總是要被包括到表面電導測試中去，因此不能精確而只能近似地測量表面電阻或表面電導。測得的值主要反映被測試樣表面污染的特性。而且試樣的電容率影響污染物質(zhì)的沉積，它們的導電能力又受試樣的表面特性所影響。因此，表面電阻率不是一個(gè)真正意義的材料特性， 而是材料表面含有污染物質(zhì)時(shí)與材料特性有關(guān)的一個(gè)參數。

某些材料如層壓材料在表面層和內部可能有很不同的電阻率，因此測量清潔的表面的內在性能是 有意義的。應完整地規定為獲得*的結果而進(jìn)行清潔處理的程序，并要記錄清潔過(guò)程中海劑或其他因素對于表面特性可能產(chǎn)生的影響。

表面電阻，特別是當它較高時(shí)，常以不規則方式變化，且通常非常依賴(lài)于電化時(shí)間。因此，測量時(shí)通 常規定一分鐘的電化時(shí)間。

5、電源

要求有很穩定的直流電壓源。這可用蓄電油或一個(gè)整流穩壓的電摞來(lái)提供。對電源的穩定度要求是由電壓變化導致的電流變化與被測電流相比可忽略不計。

加到整個(gè)試樣上的試驗電壓通常規定為100V、250V、500V、1000 V、2500 V、5000 V, 10 000 V 和15000 V。較常用的電壓是100V、500V和1000 V。

在某些情況下，試樣的電阻與施加電壓的極性有關(guān)

如果電阻是與極性有關(guān)的，則宜加以注明。取兩次電阻值的幾何平均值（對數算術(shù)平均值的反對 數）作為結果。

由于試樣電阻可能與電壓有依存關(guān)系，因此應在報告中注明試驗電壓值。

6、測量方法和精確度

6.1 方法

測量高電阻常用的方法是直接法或比較法。

直接法是測量加在試樣上的直流電壓和流過(guò)它的電流（伏安法）而求得未知電阻。

比較法是確定電橋線(xiàn)路中試樣未知電阻與電阻器已知電阻之間的比值，或是在固定電壓下比較通過(guò)這兩種電阻的電流。

附錄A給出了描述這些原理的例子。

伏安法需要一適當精度的伏特表，但該方法的靈敏度和精確度主要取決于電流測量裝置的性能，該裝置可以是一個(gè)檢流計或電子放大器或靜電計。

電橋法只需要一靈敏的電流檢測器作為零點(diǎn)指示器，測量精確度主要取決于已知的橋臂電阻器，這些橋臂電阻應在寬的電阻值范圍內具有高的精密度和穩定性。

電流比較法的精確度取決于已知電阻器的精確度和電流測量裝置，包括與它相連的測量電阻器的穩定度和線(xiàn)性度。只要電壓是恒定的，電流的確切數值并不重要。

對于不大于10¹¹Ω的電阻，可以按照11.1用檢流計采用伏特計一安培計法來(lái)測定其體積電阻率。 對于較高的電阻，則推薦使用直流放大器或靜電計。

在電橋法中，不可能直接測量短路試樣中的電流（見(jiàn)11.1）。

利用電流測量裝置的方法可以自動(dòng)記錄電流，以簡(jiǎn)化穩態(tài)測試過(guò)程（見(jiàn)11.1）。

現己有測量高電阻的一些專(zhuān)門(mén)的線(xiàn)路和儀器。只要它們有足夠的精確度和穩定度，且在需要時(shí)能使試樣*短路并在電化前測量電流者，均可使用。

6.2 精確度

對于低于10¹⁰Ω的電阻，測量裝置測量未知電阻的總精確度應至少為±10%。而對于更高的電 阻，總精確度應至少為士20%。詳見(jiàn)附錄A。

6.3 保護

組成測量線(xiàn)路的絕緣材料，hao應具有與被試材料差不多的性能。試樣的測量誤差可以由下列原因產(chǎn)生：

a) 外來(lái)寄生電壓引起的雜散電流，通常不知道它的大小，并具有漂移的特點(diǎn)；

b) 具有未知而易變的電阻值的絕緣與試樣電阻、標準電阻器或電流測量裝置的不正常的分路。使線(xiàn)路所有部分在使用狀態(tài)下有盡可能高的絕緣電阻來(lái)近似地修正這些影響因素。這種做法可能導致測試設備很笨重，而又不足以測量高于幾百兆歐的絕緣電阻。較為滿(mǎn)意的修正方法是使用保護技術(shù)來(lái)實(shí)現。

保護就是在所有關(guān)鍵的絕緣部位插入保護導體，保護導體截住所有可能引起誤差的雜散電流。這些保護導體聯(lián)接在一起，組成保護系統并與測量端形成蘭端網(wǎng)絡(luò )。當線(xiàn)路聯(lián)接恰當時(shí)，所有外來(lái)寄生電 壓產(chǎn)生的雜散電流被保護系統分流到測量電路以外，任一測量瑞到保護系統的絕緣電阻與一電阻低得多的線(xiàn)路元件并聯(lián)，試樣電阻僅限于兩測量端之間。采用這個(gè)技術(shù)可大大地減小誤差概率。圖1為使 用保護電極測量體積電阻和表面電阻的基本線(xiàn)路。

圖5和圖7給出了電流測量法中保護系統的使用方法，圖中指出保護系統接到電源和電流測量裝 置的連接點(diǎn)。圖6表示惠斯登電橋法，其保護系統接到兩個(gè)較低電阻值的橋臂的連接點(diǎn)上。在所有情況下，保護系統必須完善，包括對測試人員在測量時(shí)操作的任何控制儀器的保護。

在保護端和被保護端之間所存在的電解電動(dòng)勢、接觸電動(dòng)勢或熱電動(dòng)勢較小時(shí)，均能被補償掉，使這樣的電動(dòng)勢在測量中不會(huì )引人顯著(zhù)的誤差。

在電流測量法中，由于電流測量裝置與被保護端和保護系統之間的電阻并聯(lián)可能產(chǎn)生誤差，因此，這個(gè)電阻宜至少為電流測量裝置電阻的10倍，hao為100倍。在有些電橋法中，保護端和測量端具有大致相同的電位，不過(guò)電橋中的→個(gè)標準電阻器與不保護端和保護系統之間的電阻是并聯(lián)的。這個(gè)電 阻應至少為標準電阻的10倍，hao為100倍。

為確保設備的操作令人滿(mǎn)意，應先斷開(kāi)電源和試樣的連線(xiàn)進(jìn)行一次測量。此時(shí)，設備應在它的靈敏度許可范圍內指示出元窮大的電阻。如果有一些己知電阻值的標準電阻，則可用來(lái)檢查設備運行是否良好。

7、試樣

7.1 體積電阻率

為測定體積電阻率，試樣的形狀不限，只要能允許使用第三電極來(lái)抵消表面效應引起的誤差即可。對于表面泄漏可忽略不計的試樣，測量體積電阻時(shí)可去掉保護，只要己證明去掉保護對結果的影響可忽略不計。

在被保護電極與保護電極之間的試樣表面上的間隙要有均勻的寬度，并且在表面泄漏不致于引起 測量誤差的條件下間隙應盡可能的窄。lmm的間隙通常為切實(shí)可行的小間隙。

圖2及圖3給出了三電極裝置的例子。在測量體積電阻時(shí)，電極1是被保護電極，電極2為保護電 極，電極3為不保護電極。被保護電極的直徑d1（圖2）或長(cháng)度l1（圖3）應至少為試樣厚度h的10倍，通常至少為25mm。不保護電極的直徑d4（或長(cháng)度［4）和保護電極的外直徑d3（或保護電極兩外邊緣之間 的長(cháng)度［3）應該等于保護電極的內徑d2（或保護電極兩內邊緣之間的長(cháng)度lz）加上至少2倍的試樣厚度。

7.2 表面電阻率

為測定表面電阻率，試樣的形狀不限，只要允許使用第三電極來(lái)抵消體積效應引起的誤差即可。推薦使用圖2及圖3所示的三電極裝置。用電極1作為被保護電極，電極3作為保護電極，電極2作為不 保護電極?？芍苯訙y量電極1和2之間表面間隙的電阻。這樣測得的電阻包括了電極1和2之間的表面電阻和這兩個(gè)電極間的體積電阻。然而，對于很寬范圍的環(huán)境條件和材料性能，當電極尺寸合適時(shí)，體積電阻的影響可忽略不計。為此，對于圖2和圖3所示的裝置，電極的間隙寬度g至少應為試樣厚度 的2倍，一般說(shuō)來(lái)，1mm為切實(shí)可行的小間隙。被保護電極尺寸d1（或長(cháng)度l1）應至少為試樣厚度h 的10倍，通常至少為25mm。

也可以使用條形電極或具有合適尺寸的其他裝置。

注：由于通過(guò)試樣內層的電流的影響，表面電阻率的計算值與試樣和電極的尺寸有很大的關(guān)系，因此，為了測定時(shí)可進(jìn)行比較，推薦使用與圖2所示的電極裝置的尺寸相*的試樣，其中d1= 50 mm, d2 = 60 mm, ds = 80 mm,

8、電極材料

8.1 概述

絕緣材料用的電極材料應是一類(lèi)容易加到試樣上、能與試樣表面緊密接觸、且不致于因電極電阻或對試樣的污染而引入很大誤差的導電材料。在試驗條件下，電極材料應能耐腐蝕。下面是可使用的一些典型的電極材料。電極應與給定形狀和尺寸的合適的背襯電極一同使用。

簡(jiǎn)便的做法是用兩種不同的電極材料或兩種不同的使用方法來(lái)了解電極材料是否會(huì )引人很大誤差。

8.2 導電銀漆

某些高導電率的商品銀漆，無(wú)論是氣干的或低溫烘干的，是足夠疏松的、能透過(guò)溫氣，因此可在加上電極后對試樣進(jìn)行條件處理。這種特點(diǎn)特別適合研究電阻濕氣效應以及電阻隨溫度的變化。然 而，在導電漆被用作一種電極材料以前，應證實(shí)漆中的潛劑不影響試樣的電性能。用精巧的毛刷可做到使保護電極的邊緣相當光滑。但對于圓電極，可先用圓規畫(huà)出電極的輪廊，然后用刷子來(lái)涂滿(mǎn)內部的方 法來(lái)獲得精細的邊緣。如電極漆是用噴槍噴上去的，則可采用固定?？?。

8.3 噴鍍金屬

可使用能滿(mǎn)意地粘合在試樣上的噴鍍金屬。薄的噴鍍電極的優(yōu)點(diǎn)是一旦噴在試樣上便可立即使用。這種電極或許是足夠疏松的，可允許對試樣進(jìn)行條件處理，但這→特點(diǎn)應被證實(shí)。固定的?？蚩捎?來(lái)制取被保護電極與保護電極之間的間隙。

8.4蒸發(fā)或陰極真空噴鍍金屬

當能證明材料不受離子轟擊或真空處理的影響時(shí)，蒸發(fā)或陰極真空噴鍍金屬能在與 8. 3 給出的相同條件下使用。

8.5液體電極

使用液體電極往往能得到滿(mǎn)意的結果。 構成上電極的液體應被框住，例如用不銹鋼環(huán)來(lái)框住，每個(gè)環(huán)的下邊緣在不接觸液體的一面被斜削成銳邊。 圖 4 給出了使用液體電極的裝置。 不推薦長(cháng)期使用或 在高溫下使用水銀，因為它有毒。

8.6膠體石墨

分散在水中或其他合適媒質(zhì)中的肢體石墨可在與 8. 2 給出的相同條件下使用。

8. 7 導電橡皮

導電橡皮可用作電極材料。 它的優(yōu)點(diǎn)是能方便快捷地放上和移開(kāi)。 由于只是在測定時(shí)才將電極放到試祥上，因此它不妨礙試樣的條件處理。 導電橡皮應足夠柔軟，以確保其在加上適當的壓力例如 2 kPa(O. 2 N/cm2 ）時(shí)能與試樣緊密接觸。

8.8 金屬錨

金屬錨可粘貼在試樣表面作為測量體積電阻用的電極，但它不適用于測量表面電阻。鉛、錦鉛合 金、鋁和錫錨都是被普遍使用的。 通常用少量的凡士林、硅脂、硅油或其他合適的材料作為粘貼劑將它 們粘貼到試樣上去。 含有下列組分的一種藥用膠適合用作導電粘貼劑：

分子量為 600 的無(wú)水聚乙二醇 800 份（質(zhì)量）

水 200 份（質(zhì)量）

軟肥皂（藥用級） 1份（質(zhì)量）

氧化鉀

要在一個(gè)平穩的壓力下粘貼電極，使之足以消除一切皺折和將多余的粘合劑趕到筒的邊緣，再用一塊干凈的薄紙擦去。用軟物如手指按壓能很好地做到這點(diǎn)。這個(gè)技巧僅適用于表面非常平滑的試樣。 通過(guò)精心操作，粘合劑薄層可減小到 0. 002 5 mm 或更薄。

9、試樣處置

電極之間或測量電極與大地之間的雜散電流對于測試儀器的讀數沒(méi)有明顯的影響這一點(diǎn)很重要。 測試時(shí)加電極到試樣上和安放試樣時(shí)均要極為小心，以免可能產(chǎn)生對測試結果有不良影響的雜散電流通道。

測量表面電阻時(shí)，不要清洗表面，除非另有協(xié)議或規定。 除了同二材料的另 一個(gè)試樣的未被觸模過(guò) 的表面可觸及被測試樣外，表面被測部分不應被任何東西觸及。

10、條件處理

試樣的處理條件取決于被試材料，這些條件應在材料規范中規定。

推薦按 GB/T 10580一2003 進(jìn)行條件處理；由各種鹽溶液所產(chǎn)生的相對溫度在 IEC 60260 中給出。

可以采用機械蒸發(fā)系統。

體積電阻率和表面電阻率都對溫度變化特別敏感。 這種變化是指數式的。因此必須在規定的條件 下來(lái)測量試樣的體積電阻和表面電阻。 由于水分被吸收到電介質(zhì)內是相對緩慢的過(guò)程，因此測定溫度 對體積電阻率的影響需要延長(cháng)處理期。 吸收水分后通常會(huì )降低體積電阻。有些試樣可能需要處理數月 才能達到平衡。

11、試驗程序

試樣按本標準第7章、第8章、第9章、第 10 章進(jìn)行準備。

測量試樣及電極的尺寸、表面間隙的寬度g（兩電極之間距離），精確}lj士1%。然而，如有必要，對薄試樣可在有關(guān)的規范中規定不同的精確度。

為測定體積電阻率，應按照有關(guān)的規范測量每個(gè)試樣的平均厚度，其厚度測量點(diǎn)應均勻地分布在由被保護電極所覆蓋的整個(gè)面積上。

注：對于薄試樣無(wú)論如何在加上電極前測量厚度。

一般說(shuō)來(lái)，應與條件處理時(shí)相同的濕度（漫在液體中的條件處理除外）和溫度下測試電阻。但有時(shí)也可在停止條件處理后的規定時(shí)間內進(jìn)行測量。

11.1 體積電阻

在測試以前應使試樣具有電介質(zhì)穩定狀態(tài)。為此，通過(guò)測量裝置將試樣的測量電極1和3短路 （圖la）），逐步增加電流測量裝置的靈敏度到符合要求，同時(shí)觀(guān)察短路電流的變化，如此繼續到短路電流達到相當恒定的值為止，此值應小于電化電流的穩定值，或者小于電化100min的電流。由于短路電 流有可能改變方向，因此即使電流為零，也要維持短路狀態(tài)到需要的時(shí)間。當短路電流Io變得基本恒 定時(shí)（可能需要幾小時(shí)），記下Io的值和方向。

然后加上規定的直流電壓井同時(shí)開(kāi)始記時(shí)。除非另有規定，在如下每個(gè)電化時(shí)間作一次測量： 1 min、2min、5min、10min、50min、100min。如果連續兩次測量得出同樣的結果，責可以結束試驗并用這個(gè)電流值來(lái)計算體積電阻。記錄*次觀(guān)察到相同測量結果時(shí)的電化時(shí)間。如果在100min內不 能達到穩定狀態(tài)，則記錄體積電阻與電化時(shí)間的函數關(guān)系。

作為驗收試驗，按照有關(guān)規范的規定，使用一個(gè)固定的電化時(shí)間如lmin后的電流值來(lái)計算體積電阻率。

11.2 表面電阻

施加規定的直流電壓，測定試樣表面的兩個(gè)測量電極（圖1b）中電極1和2）間的電阻。應在1min 的電化時(shí)間后測量電阻，即使在此時(shí)間內電流還沒(méi)有達到穩定的狀態(tài)。

12.3 重現性

由于給定試樣的電阻隨試驗條件而改變以及各個(gè)試樣之間材料的不均勻性，故通常測量的不重現性不是接近于土10%，而常常有較大的分散性（在大致相同的條件下測得值的比值可能會(huì )是10比1）。

為使在相似的試樣上進(jìn)行的測量具有可比性，必須在大致相等的電位梯度下進(jìn)行測量。

13、報告

報告應至少包括下述情況：

a) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）關(guān)于材料的說(shuō)明和標志（名稱(chēng)、等級、顏色、制造商等）；

b) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）試樣的形狀和尺寸；

c) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）電極和保護裝置的形式、材料和尺寸；

d) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）試樣的處理（清潔、預干燥、處理時(shí)間、濕度和溫度）等；

e) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）試驗條件（試樣溫度、相對由度）；

f) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）測量方法；

g) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）施加電壓；

h) 電阻率測試儀（電阻率測定儀）體和、電阻率（需要時(shí)）；

注1：當規定了一個(gè)固定的電化時(shí)間時(shí)，注明此時(shí)間，給出個(gè)別值，并報告中值作為體積電阻率。

注 2 ： 當在不同的電化時(shí)間后測試時(shí)，應按如下要求報告：

當在相同的電化時(shí)間里試樣達到一個(gè)穩定狀態(tài)肘，給出個(gè)別值，并報告中值作為體積電阻率。 在這個(gè)電化時(shí) 間里有某些試樣不能達到穩定狀態(tài)，則報告不能達到穩定狀態(tài)的試樣數，并分別地給出它們的結果。當測試結果取決于電化時(shí)間時(shí)，則報告它們之間的關(guān)系，例如．以圖的形式或給出在電化Imin、10min和100min后的體積電阻率的中值。

i) 表面電阻率（需要時(shí)）：

給出電化時(shí)間為1 min的個(gè)別值，并報告其中值作為表面電阻率。