測定材料電阻率的方法
2024-02-19 11:49:15
專利名稱：測定材料電阻率的方法
技術領域：
本發明涉及測定材料電阻率的方法，屬於測量領域。
背景技術：
隨著電力、電子工業、陶瓷材料的迅猛發展，一些導電性很好的陶瓷材料逐步被開 發出來並應用於電力、電子工業。而電阻率則是導電陶瓷材料的一項重要指標。現有的測 定電阻率的方法是將電阻測定儀表的兩根引出線接頭和待測材料的兩端接觸，從儀表的顯 示裝置上讀出電阻值，再換算成電阻率(根據公式R= PL/S換算)。但因引出線接頭和待 測材料測定端不可能是完全緊密接觸，兩者間不可避免的存在著很微小的空氣間隙，而空 氣是絕緣體，因此測出的電阻是略大於所測樣品的實際電阻值。在測定電阻率較大的材料 時，從這部份多出的電阻計算出的電阻率增值很微小，可以忽略。但當在測定低電阻率材料 (低電阻率材料是指電阻率不大於10_4Ω ·πι的材料)如導電陶瓷的電阻率時，由於導電陶 瓷的電阻率很小，而測定樣品受製取條件限制，其尺寸也不可能做太大，因此，這部份因空 氣間隙引起的電阻率增值就可能導致較大的測量誤差。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種測定材料電阻率的方法，該方法可以減小
測量誤差。本發明測定材料電阻率的方法，先測定材料的電阻，然後計算材料的電阻率，測定 材料的電阻時，電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙用強電解質溶液 (優選強電解質的水溶液)填充。其中，為了使電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙被強電解質 溶液填充更方便，可以採用如下方式測定材料的電阻時，將待測樣品浸入強電解質溶液中 進行測定。進一步的，為了使測量誤差更小，本發明測定材料電阻率的方法優選為測定材料 的電阻時，只將電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品的接觸處浸於強電解質溶液中，待測 樣品其餘部分不浸入溶液中，使電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙被 強電解質溶液填充。其中，上述的強電解質溶液中的強電解質的濃度優選為0. 9 2. 2mol/L，強電解 質優選為分析純。其中，上述的強電解質優選為NaCl、KCl、Na2C03中至少一種。所述的強電解質溶液 優選為濃度為1. 9 2. lmol/L的NaCl溶液；或濃度為0. 9 1. lmol/L的KCl溶液；或 NaCl和Na2CO3的混合溶液，其中，NaCl的濃度為0. 9 1. lmol/L, Na2CO3的濃度為0. 9 1. lmol/L。本發明方法將電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙用強電解 質溶液填充，從而減少了測量誤差，提高了測量精度，為精確測量材料的電阻率特別是低電阻率材料(低電阻率材料是指電阻率不大於10_4Ω ·πι的材料)的電阻率提供了一種新的
方法，具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式本發明測定材料電阻率的方法，先測定材料的電阻，然後計算材料的電阻率，測定 材料的電阻時，電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙用強電解質溶液 (優選強電解質的水溶液)填充。由於空氣間隙採用強電解質溶液填充，減少了測量誤差， 提高了測量精度。其中，為了使電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙被強電解質 溶液填充更方便，可以採用如下方式測定材料的電阻時，將待測樣品浸入強電解質溶液中 進行測定。進一步的，為了使測量誤差更小，本發明測定材料電阻率的方法最優選為測定材 料的電阻時，只將電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品的接觸處浸於強電解質溶液中，待 測樣品其餘部分不浸入溶液中，使電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙 被強電解質溶液填充。考慮到大氣壓力及引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙極小的原因，如果採 用在接觸處滴加強電解質溶液的方式，則溶液無法滲入間隙，從而形不成液體膜，難以達到 減小測量誤差的目的，因此，不採用在接觸處滴加強電解質溶液的方式。其中，強電解質濃度過小，導電離子少，會增加離子在溶液中的電阻值，濃度過大， 則離子在溶液中的碰撞增大，也會增加離子在溶液中的電阻值。本發明的發明人通過大量 試驗，發現強電解質的濃度為0. 9 2. 2mol/L時，溶液電阻值最小，因此，上述的強電解質 溶液中的強電解質的濃度優選為0. 9 2. 2mol/L，強電解質優選為分析純。其中，對於含有金屬的材料(如含有金屬的陶瓷等)來說，採用本發明方法測定其 電阻率時還要考慮強電解質溶液對材料的腐蝕。一股來說，對於含有金屬的材料，為了防止 其被腐蝕，應避免使用強酸溶液、強鹼溶液、強酸弱鹼鹽溶液、帶硫酸根、硝酸根的溶液。另外，強電解質溶液中的離子半徑對溶液的電阻也有影響，離子半徑越大，則電解 質溶液的電阻越大，因此，為了減小電阻率的測量誤差，電解質溶液的離子半徑應儘可能綜合考慮離子半徑及溶液對材料的腐蝕性對測定結果的影響，上述的強電解質優 選為NaCl、KCl、Na2CO3中至少一種。所述的強電解質溶液優選為濃度為1. 9 2. lmol/L 的NaCl溶液；或濃度為0. 9 1. lmol/L的KCl溶液；或NaCl和Na2CO3的混合溶液，其中， NaCl 的濃度為 0. 9 1. lmol/L, Na2CO3 的濃度為 0. 9 1. lmol/L。下面結合實施例對本發明的具體實施方式
做進一步的描述，並不因此將本發明限 制在所述的實施例範圍之中。實施例1採用本發明方法測定材料的電阻率取分析純NaCl 23. 4g，取分析純Na2TO3 42. 4g，將兩者溶入350ml蒸餾水中，待溶 解完後，補充蒸餾水至溶液體積為400ml，得到NaCl和Na2CO3濃度均為1. Omol/L的混合電 解質溶液。取長寬高分別為39. 64mm、13. 16mm、4. 60mm的TiC基金屬陶瓷樣品，用QJ44型 攜帶式直流雙臂電橋作為測量電阻值儀器，用直徑35mm的彈性橡膠圈拉長後將電橋兩根引出線接頭和樣品兩端套緊，測出在空氣中的電阻率為0.96910Χ10_5Ω ·πι，將樣品浸入上 述準備好的溶液中，測出在該溶液中的電阻率為0. 68810 X 10_5 Ω · m。實施例2採用本發明方法測定材料的電阻率取分析純NaCl 29. 25g，取分析純Na2CO3 53. Og,將兩者溶入440ml蒸餾水中，待溶 解完後，補充蒸餾水至溶液體積為500ml，得到NaCl和Na2CO3濃度均為1. Omol/L的混合電 解質溶液。取長寬高分別為41. 89mm、14. 13mm、5. 39mm的TiC基金屬陶瓷樣品，用QJ44型 攜帶式直流雙臂電橋作為測量電阻值儀器，用直徑37mm的彈性橡膠圈拉長後將電橋兩根 引出線接頭和樣品兩端套緊，測出在空氣中的電阻率為1.41376Χ10_5Ω ·πι，將樣品浸入上 述準備好的溶液中，測出在該溶液中的電阻率為0. 96196 X 10_5 Ω · m。實施例3採用本發明方法測定材料的電阻率取分析純NaC146. 8g，溶入370ml蒸餾水中，待溶解完後，補充蒸餾水至體積 為 400ml 的 2. Omol/L 的 NaCl 溶液。取長寬高分別為 40. 70mm、13. 51mm、4. 93mm 的 TiC 基金屬陶瓷樣品，用QJ44型攜帶式直流雙臂電橋作為測量電阻值儀器，用直徑35mm的 彈性橡膠圈拉長後將電橋兩根引出線接頭和樣品兩端套緊，測出在空氣中的電阻率為 6. 95800 X 10_5 Ω -m,將樣品浸入上述準備好的溶液中，用QJ44型攜帶式直流雙臂電橋測出 在該溶液中的電阻率為5. 41400 X 10_5 Ω · m。實施例4採用本發明方法測定材料的電阻率取分析純NaCl 35. lg，溶入250ml蒸餾水中，補充蒸餾水至體積為300ml的 2. Omol/L的NaCl溶液。取長寬高分別為40. 68mm、13. 54mm,4. 91mm的TiC基金屬陶瓷樣 品，用QJ44型攜帶式直流雙臂電橋作為測量電阻值儀器，用直徑35mm的彈性橡膠圈拉長後 將電橋兩根引出線接頭和樣品兩端套緊，測出在空氣中的電阻率為1.60140Χ10_5Ω ·πι，將 樣品浸入上述準備好的溶液中，測出在該溶液中的電阻率為1.57390Χ10_5Ω · m。實施例5採用本發明方法測定材料的電阻率取分析純KCl 37. 25g，溶入400ml蒸餾水中，補充蒸餾水至體積為500ml的 1. 0mol/L的KCl溶液。取一馬蹄形的黃銅樣品，其厚為7mm，兩內腳端間距為41mm，寬為 29mm，高為24. 5mm，用QJ44型攜帶式直流雙臂電橋作為測量電阻值儀器，用兩直徑為20mm 的彈性橡膠圈拉長後分別將電橋兩根引出線接頭和樣品兩腳端套緊，測出在空氣中的電阻 率為4. 4370 X ΙΟ"5 Ω · m，將樣品兩腳端浸入上述準備好的溶液中，其浸入深度為5mm，其餘 部份暴露於空氣中，測出電阻率為2. 2272 X IO"6 Ω · m。從上述實施例1 5可以看出，採用本發明方法測定的電阻率明顯低於在空氣中 測定的值，即本發明方法可以減小電阻率的測量誤差。
權利要求
測定材料電阻率的方法，先測定材料的電阻，然後計算材料的電阻率，其特徵在於測定材料的電阻時，電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙用強電解質溶液填充。
2.根據權利要求1所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於測定材料的電阻時，將 待測樣品浸入強電解質溶液中進行測定。
3.根據權利要求1所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於測定材料的電阻時，只 將電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品的接觸處浸於強電解質溶液中，使電阻測定儀的引 出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙被強電解質溶液填充。
4.根據權利要求1 3任一項所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於所述的強 電解質溶液中的強電解質的濃度為0. 9 2. 2mol/L。
5.根據權利要求4所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於所述的強電解質為 NaCl、KCl、Na2CO3 中至少一種。
6.根據權利要求4所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於所述的強電解質溶液 為濃度為1. 9 2. lmol/L的NaCl溶液。
7.根據權利要求4所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於所述的強電解質溶液 為濃度為0. 9 1. lmol/L的KCl溶液。
8.根據權利要求4所述的測定材料電阻率的方法，其特徵在於所述的強電解質溶液 為NaCl和Na2CO3的混合溶液，其中，NaCl的濃度為0. 9 1. lmol/L, Na2CO3的濃度為0. 9 1. lmol/L。
全文摘要
本發明涉及測定材料電阻率的方法，屬於測量領域。本發明所解決的技術問題是提供了一種測定材料電阻率的方法，該方法可以減小測量誤差。本發明測定材料電阻率的方法，先測定材料的電阻，然後計算材料的電阻率，測定材料的電阻時，電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙用強電解質溶液填充。本發明方法將電阻測定儀的引出線接頭與待測樣品接觸處的空氣間隙用強電解質溶液填充，從而減少了測量誤差，提高了測量精度，為精確測量低電阻率材料的電阻率提供了一種新的方法，具有廣闊的應用前景。
文檔編號G01R27/02GK101923115SQ20101025505
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月17日 優先權日2010年8月17日
發明者同豔維, 張雪峰, 方民憲, 李國偉 申請人:攀枝花學院