三電極法測(cè)試材料的體積電阻率設(shè)備（ZST-122）

1、體電阻率

如圖1所示，基于三電極測(cè)試法，使用北京中航時(shí)代生產(chǎn)的ZST-122型數(shù)字高阻計(jì)對(duì)聚丙烯薄膜的體電阻進(jìn)行測(cè)量，并通過公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的體電阻率。

  基本原理如圖2所示，當(dāng)數(shù)字高阻計(jì)用于測(cè)量高阻時(shí)，被測(cè)試樣與高阻抗直流放大器的輸出電阻Ro串聯(lián)，同時(shí)跨接到直流高壓測(cè)試電源上。高阻抗直流放大器將其輸出電阻上的分壓信號(hào)經(jīng)過放大后，輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)微處理器輸出到屏幕上，由顯示器可以直接讀取試樣的絕緣電阻值。U為測(cè)試電壓，Uo為輸出電阻上的電壓，Ro為輸出電阻，RX為試樣的絕緣電阻，由于RX遠(yuǎn)大于Ro，所以Rx可由公式(1)表示。

  具體測(cè)量方法如圖3所示，在測(cè)量之前先接通電源對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱5分鐘，再將試樣放置在測(cè)量電極與高壓電極之間，將測(cè)量電纜連接到儀器輸入端和高壓輸出端，依次按面板上的“R"鍵、“充電"鍵、“自動(dòng)"鍵和“測(cè)量"鍵，即可完成對(duì)試樣的測(cè)量。體電阻率可由公式(2)和(3)求出。

    其中R。為儀器的讀數(shù)，單位},; t為電介質(zhì)材料試樣的厚度，單位cm;  d為測(cè)量電極的直徑，單位cm，本實(shí)驗(yàn)電極直徑為5 cm;  b為測(cè)量電極與保護(hù)電極之間的間隙，單位cm，間隙取0.2 cm。

      （1）如圖4所示，隨著極化/去極化時(shí)間的增加，對(duì)于不同厚度的聚丙烯薄

膜，體電阻率均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而且隨著薄膜厚度的增加，體電阻率下降趨勢(shì)變得緩慢。相比于結(jié)晶區(qū)，極化/去極化過程對(duì)聚丙烯薄膜的非結(jié)晶區(qū)造成了更大的影響，導(dǎo)致自由體積變小，從而造成電導(dǎo)率的增加和體電阻率的降低。

  （2）如圖5所示，隨著納米氧化鎂含量的增加，體電阻率呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，且當(dāng)含量為1%時(shí)，改性聚丙烯的體電阻率達(dá)到最大值。另外，隨著極化/去極化時(shí)間的增加，對(duì)于不同納米氧化鎂含量的改性聚丙烯薄膜，體電阻率都呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。當(dāng)納米含量為2%時(shí)，體電阻率下降速度最快，受極化/去極化的影響最大。