三电极法测粉体的电阻率VIP专享VIP免费

1988沁1青岛建筑工程学院学报Journa】ofQingdaoIns*itute0fArehiteetureandEngineering三电极法测粉体的电阻率薛祥立(基础部)崔乃斌〔河北师大物理系)要本文着重于讨论三电极方法测粉体的电阻率,分析了影响粉体电阻率的一些因素,以及为获得适当电阻率范围所采取的措施。一、引言在粉体的静电喷涂工艺中,电阻率是一个重要参数。在一定的粒度范围内,以粉体的电阻率为主要控制参数可以获得最佳质量的涂层。因此,准确而迅速地测定粉体的电阻率对于指导粉体静电喷涂工艺过程是十分重要的。粉体电阻率的测量方法很多,其中具有代表性的有平行圆盘法、探针法、同心圆筒法。由于影响粉体电阻率的因素很多,不同的测量方法和测量条件往往使测量结果相去甚远,所以迄今为止对于粉体电阻率的测量还没能建立起一个统一的标准。我们在“5102粉的静电喷涂”实验研究中,采用了粉体的“三电极测量系统”这种装置体积小,测试速度快,所需的粉样量少,有良好的重复性。本文就我们的测试方法及结果分析作一简要的介绍。二、三电极的测量原理高绝缘材料的电阻R是体积电阻Rv和表面电阻R。并联的结果。由于受环境及杂质的影响,表面电阻会比体积电阻低,因此在体电阻的测量过程中应排除表面电阻的影响。粉体试样的体积电阻通常是做成板状测量的,基本原理如图l所示。有三个同心圆(环)电极,电极A(主电极)是圆形的,与电流测量仪器连接,电极B(对电极)也是圆形的,与直流电源连接,电极C(保护电极)是环形的,与接地端连接。由于所选择的电流侧量仪器的内阻要比电极A、B间或A、C间的试样电阻低得多,因此A和C可以看作是等电位的,从电极B通过试样表面或内部到达电极C的电流(图2中的虚线)对电流测量仪器形成傍路,测量出的只是从电极B经过试样内部到电极A的电流(图2中的实线)1987年5月21日收到。青岛建筑工程学院学报1988直康汉片产冷拟式邓电泥,一]‘一一澳图l体电阻测量的接线图2体电流分离的原理这样就排除掉了表面电阻的影响。如果A、C间的间隔较小,电极人的边缘杯分的电流就不紊乱,电流分布变均匀(图2),体积电阻率可由下式算出p,=Rv式中DA是主电极直径,d是粉样厚度。叮DAZ4d(1)三、实验仪器及测试条件实验仪器由“ZC一36型超高电阻微电流测试仪和自制的粉体三电极测量系统组成。粉体测量的三电极装置如图3所示。容器由高卜/////尹////////乙少1爪欢勺r才刀欢军万兀7角民不卜万、‘尹广声尸份2广洲/产,,产八声喃奋K之办J’}扮必妙长失仪V绝缘的聚碳酸醋(或聚四氟乙烯)材料制成,其体积电阻率大于10‘“Q·。m。三个电极均由不锈钢材料制成,电极尺寸为D*二24mm,D。=4omm,D。=30mm。主电极A因有图2所示的边缘部分的紊乱电流分布,它的有效面积SA与电极A与电极C的间隔g以及试样厚度d有关系SA=兀(r。一己)2(2)式中容器、12、卫jnOJ往了胜、z‘、图3测量三电极图_DA十Dc。--刁-一。=d{鱼Inc。Sh{黑)1L兀\4Q/」为使同一电极配置也能测量表面电阻率,一般认为应取g二Zd。当试样非常薄时,乙二普主电极边缘部分的素乱电流分布就可以忽略。综合考虑几方而的因素,我们自制的三电极取g=3om,粉样厚度应是‘d二毕二1.smm。体积电阻由于易吸潮和易受温度的影响,测量工作是将粉样在Zoc,尺Hso%左右的环境中静置24小时之后再进行的。考虑到高绝缘材料加压后电流随时问衰减而渐趋定恤1薛祥立等:三电极法测粉体的电阻率值,实验数据均采用一分钟时的读数值,测量电压取50伏。另外,全部实验数据均是同一试样二次测量的平均值。四、测量结果及分析我们对TB一2,TM,HG一1000三种5102粉的电阻率反复进行了不同条件下的测试,分析了影响粉体电阻率的一些因素,并与USP4081709给出的数据进行了比较。图4所示是粉样在容器中经一定压力成型后,测量电极与粉样间保持压力接触时的体电阻率与压力的关系曲线。可以看出,p,随压力的增大(粉样的紧密程度增大)而减小,其变化大约在一个数量级的范围内,当压力>IOkg/cmZ时,曲线变得平坦,p,值的减小甚微,所以测量时取IOkg/cm“压力为标准使粉样成型是可行的,这与USP4081709的标准也是相符的。图5所示是p,与粉样厚度d的关系曲线。显然,p,随试样厚度的增大而减小,在。.5~smm的厚度范围内,p,的变化基本是在一个数量级的范围内,...