绝缘材料电阻率测试仪

标准介绍：

ASTM D257-2014

ZST-121绝缘材料电阻率测试仪

ATI-212绝缘材料电阻率测试仪

ATI-530绝缘材料电阻率测试仪

1.　范围
1.1 本试验方法包含直流绝缘电阻，体积电阻和表面电阻的测量所用直流程序。通过该测量及样本和电极的几何尺寸，可以计算出电绝缘材料的体积电阻和表面电阻，同时还可以计算出相应的电导和电导率。

1.2 这些试验方法不适用于测量中等导电材料的电阻/电导。这些材料评估可采用试验方法D4496。

1.3 本标准描述了几种可选择的测量电阻（或电导）的普通备用方法。特殊材料科采用合适的标准ASTM试验方法进行测试，这些特殊材料具有电压应力范围和有限起电时间，同时规定了样本结构和电极几何形状。这些个别特殊试验方法将能更好得定义测量值的精度和偏差。

1.4 本标准并没有完全列举所有的安全声明，如果有必要，根据实际使用情况进行斟酌。使用本规范前，使用者有责任制定符合安全和健康要求的条例和规范，并明确该规范的使用范围。

2.　引用文件
D150　　固体电绝缘材料的（恒定电介质）的交流损耗特性和介电常数的测试方法

D374　　固体电绝缘材料厚度的标准试验方法（2013年撤消）³

D1169　　电绝缘液电阻率(电阻系数)试验方法

D1711　　电绝缘相关术语

D4496　　中等导电材料直流电阻或电导的标准试验方法

D5032　　用饱和甘油溶液方式维持恒定相对湿度的规程

D6054　　测试用电工绝缘材料的调节规程（2012年撤消）³

E104　　　用水溶液保持恒定相对湿度的规程

3. 术语

3.1　定义：

3.1.1　以下定义直接来自术语标准D1711，适用于本标准正文所用术语。

3.1.2　绝缘电导，名词——当直流电压施加到两个电极上，两个电极（在样本上或样本内）之间的总体积和表面电流的比值。

3.1.2.1　讨论——绝缘电导是绝缘电阻的倒数。

3.1.3　表面电导，名词——当直流电压施加到两个电极上，两个电极（在样本上表面）之间的电流的比值。

3.1.3.1　讨论——（实际测量不可避免地要包含某些体积电导）表面电导是表面电阻的倒数。

3.1.4　体积电导，名词——当直流电压施加到两个电极上，两个电极（在样本上或样本内）之间的某个样本体积的电流的比值。

3.1.4.1　讨论——体积电导是体积电阻的倒数。

3.1.5　表面电导，名词——表面电导率乘以样本表面尺寸（电极之间的距离除以电极宽度定义为电流通路）的比值，该比值可变换为获得的测量电导，如果在正方形的反面形成电极的话。

3.1.5.1　讨论——表面电导用西门子表示。通常用西门子/平方（平方值大小是不重要的）来表示。表面电导是表面电阻的倒数。

3.1.6　体积电导，名词——体积电导乘以样本体积尺寸的比值（即电极之间距离除以电极的横截面面积），该值可通过获得电导转化为测量电导，如果在单位立方体的反面形成电极的话。

3.1.6.1 讨论——体积电导通常用西门子/厘米或西门子/米来表示，也是体积电阻的倒数。

3.1.7　中等导电的，形容词——描述了固体材料的体积电阻在1到10000000Ω-cm之间。

3.1.8　绝缘电阻（R_i），名词——施加到两个电极（样本上或样本内）总体积的直流电压与电极间表面电流的比值。

3.1.8.1　讨论——绝缘电阻是绝缘电导的倒数。

3.1.9　表面电阻（R_S），名词——施加到两个电极（样本表面）的直流电压与电极间电流的比值。

3.1.9.1　讨论——（在实际测量时不可避免地包含某些体积电阻）表面电阻是表面电导的倒数。

3.1.10　体积电阻（R_V），名词——施加到两个电极（样本上或里面）的直流电压与电极间样本体积上的电流的比值。

3.1.10.1　讨论——体积电阻是体积电导的倒数。

3.1.11　表面电阻，（ρ_s），名词——表面电阻率乘以样本表面尺寸的比值（电极宽度定义为电流通路除以电极间的距离），该值能转化为获得的测量电阻，如果在正方形反面形成电极的话。

3.1.11.1 讨论——表面电阻用欧姆表示。通常也可用欧姆/平方来表示（平方值大小是不重要的）。表面电阻是表面电导的倒数。

3.1.12　体积电阻，（ρ_v），名词——体积电阻率乘以样本体积尺寸的比值（电极间样本的横截面面积除以电极间的距离），该值能转化为获得电阻的测量电阻，如果在单位立方体的反面形成电极的话。

3.1.12.1 讨论——体积电阻通常用欧姆-厘米（优选）或欧姆-米来表示。体积电阻是体积电导的倒数。

4. 试验方法的摘要

4.1　材料样本或电容器的电阻或电导通过在规定条件下测量电流或电压下降而得出。通过使用合适的电极体系，可分别测量表面和体积电阻或电导。当要求的样本和电极尺寸已知时，此时可以计算出电阻或电导。

5. 重要性和用途

5.1　绝缘材料用于电子系统彼此和与地面之间隔离，该材料能提供零部件的机械支撑。由于此用途，通常要求具有尽可能高的绝缘电阻，以与可接受的机械、化学和耐热性能一致。因为绝缘电阻或电导组合了体积和表面电阻或电导，当实际使用时，要求试验样本和电有相同的形式，此时的测量值是非常有用的。表面电阻或电导随着湿度发生快速变化，然而体积电阻或电导则稍微变化，尽管总的变化在一些变化可能更大。

5.2　电阻或电导可用于间接预测某些材料的低频率电介质击穿和损耗因数性能。电阻或电导通常作为湿度含量，固化程度，机械连续性或不同类型老化的间接测量方式。这些间接测量的效用取决于通过理论或经验研究确立的相关度。表面电阻的降低可导致因为电场强度降低而发生电介质击穿电压的增加，或者由于应力面积的增加而发生电介质击穿电压的降低。

5.3　所有的电介质电阻或电导都取决于电化时间长短和施加的电压值（除了普通的环境变量之外）。这些因素必须已知，同时报告，以使得电阻或电导测量值有意义。在电绝缘材料工业中，形容词“表观”通常适用于在任意选择电化时间条件下获得的电阻值。见X1.4。

5.4 体积电阻或电导可通过在特定应用场合设计某个绝缘体使用的电阻和尺寸数据计算得出。研究已经表明电阻或电导随着温度和湿度的变化而变化（1,2,3,4）⁴，同时在设计工作条件时，必须已知这种变化。体积电阻或电导测量值通常用于检查绝缘材料的均匀性，或者对于加工，可探测影响材料质量的导电杂质，而这不容易通过其它方法观察到。

5.5 体积电阻超过10²¹Ω·cm(10¹⁹Ω·cm)时，样本在普通实验室条件测试获得的数值计算得出体积电阻，如果结果确实可疑，则应考虑通常使用的测量设备的局限性。

5.6　表面电阻或电导不能准确测量，只能近似测量，因为体积电阻或电导总是受到测量方法的影响。测量值还受到表面污染的影响。表面污染及其积聚速度受到许多因素的影响，包括静电充电和界面张力。这些因素反过来可以影响表面电阻。当包括污染，但是在通常常识下判断不是电绝缘材料的材料性能时，此时表面电阻或电导可视为与材料性能相关。

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