三電極法測試材料的體積電阻率設備（ZST-122）

1、體電阻率

如圖1所示，基于三電極測試法，使用北京中航時代生產的ZST-122型數(shù)字高阻計對聚丙烯薄膜的體電阻進行測量，并通過公式計算出對應的體電阻率。

  基本原理如圖2所示，當數(shù)字高阻計用于測量高阻時，被測試樣與高阻抗直流放大器的輸出電阻Ro串聯(lián)，同時跨接到直流高壓測試電源上。高阻抗直流放大器將其輸出電阻上的分壓信號經(jīng)過放大后，輸出到模/數(shù)轉換器，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遠大于Ro，所以Rx可由公式(1)表示。

  具體測量方法如圖3所示，在測量之前先接通電源對儀器進行預熱5分鐘，再將試樣放置在測量電極與高壓電極之間，將測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"鍵和“測量"鍵，即可完成對試樣的測量。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為電介質材料試樣的厚度，單位cm;  d為測量電極的直徑，單位cm，本實驗電極直徑為5 cm;  b為測量電極與保護電極之間的間隙，單位cm，間隙取0.2 cm。

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

膜，體電阻率均呈現(xiàn)下降的趨勢，而且隨著薄膜厚度的增加，體電阻率下降趨勢變得緩慢。相比于結晶區(qū)，極化/去極化過程對聚丙烯薄膜的非結晶區(qū)造成了更大的影響，導致自由體積變小，從而造成電導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，且當含量為1%時，改性聚丙烯的體電阻率達到最大值。另外，隨著極化/去極化時間的增加，對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。當納米含量為2%時，體電阻率下降速度最快，受極化/去極化的影響最大。