溶液电阻率仪

溶液电阻率仪

该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年

份，对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。括号里的数字表示最近一次通过审批的

年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改。

8、取样参考适用材料规范作为取样的依据。

9、测试试样

9.1 绝缘电阻或电导的测定

9.1.1 当试样在实际使用中具有外形、电极和装配的要求时，测量取最大值。套管、电缆和电容器是一组典型的例子，测试电极作为试样的一部分以及试样正确

安装的方式。

9.1.2 对于固体材料，测试试样可能是任何实用的形式。最长使用的试样是平板、带、棒和管。图2中的电极配置可用于平板、棒、或内径超过20mm的硬管。图

3中的电极配置可用于片状材料的条或韧性的带。对于刚性的条状试样，可能不需要金属支撑。图6中的电极配置可用于平板、棒或管。用不同的电极配置比较材料经常是没有确切结果的，而且也是应该避免的。

9.2 体积电阻或电导的测定

9.2.1 测试试样可能具有任何实用的形式，必要时，可允许使用第三根电极来避免表面效应引起的误差。测试试样可能是平板、带或管的形式。图4、图7和图

8阐述了应用于平板或片状试样的电极配置。图5是管状试样上3个电极的径向截面积，其中1号电极是被保护电极，2号电极是由每个1号电极末端的圆环组

成的保护电极，两个环之间通过电路导通，3号电极是未保护电极。对于可忽略表面渗漏的材料，而且仅仅测试其体积电阻，可以省略保护圆环的使用。在测试

试样厚度为3mm的情况下，方便且适用于图4的合适尺寸如下：D=100mm，3D=88mm，D=76mm；或者D=50mm，D=38mm，D=25mm。在给定的灵敏

度下，对于高电阻率材料而言，大尺寸试样的测试结果更加精确。

9.2.2 按照与测试材料有关的测试方法之一D374测量试样的平均厚度。测试的关键点是均匀分布测量电极覆盖的区域。

9.2.3 电极没有必要一定具有如图4所示的圆形对称结构，虽然这种结构十分方便。被保护电极（1号）可以是圆形、方形或矩形，当需要计算体积电阻率或电导率所需的被保

护电极的有效面积时，可以具有现成的计算结果。圆形电极的直径、方形电极的边长或矩形电极的短边，至少是试样厚度的4倍。1号电极和2号电极之间的间

隙宽度应该足够大，这样才不至于由于两电极间的表面渗漏引起测量过程的误差这对于诸如静电计之类的高输入阻抗仪器尤其重要）。如果间隙是试样厚度的两倍，如9.3.3中所提及的那样，以便于试样可以用来测定表面电阻和表面电导，

由于电极延伸到间隙的中心，可以精确地测定1号电极的有效面积。如果在特殊条件下，需要更精确的测定1号电极的有效面积，通过附录X2可以获得间隙宽

度的修正值。3号电极可以具有任意形状，使其所有点至少离2号电极的内边缘的距离至少为试样厚度的2倍。

9.2.4 对于管状试样，1号电极应包围试样外侧，而且其轴线长度至少是试样壁厚的4倍。关于间隙宽度的注意事项与9.2.3中所述一样。2号电极由管状试样两端

的环绕电极组成，这两部分通过外部电路连接。这些部分的轴向长度至少应是试样壁厚的2倍。3号电极必须覆盖试样的内表面，轴向长度必须超过间隙外侧边

缘至少2个试样壁厚，管状试样可能采取绝缘线的形状或者电缆的形状。如果电极长度超出试样厚度的100倍，被保护电极的端部效应可以忽略不计，而

且也不需要精确控制保护电极之间的间距。因此，当水作为1号电极时，1号电极和2号电极之间的间距可能只有几厘米，使电极之间存在足够的表面电阻。在

这种情况下，没有对间隙宽度做修正。

9.3溶液电阻率仪- 表面电阻或电导的测定

9.3.1 测试试样可以具有任何实际的形状，与具体物体相一致，例如平板、带或管。

9.3.2配置是为体积电阻与其表面高度相关的试样所设计的。然而，对于刚性带而言，模塑和机械加工表面的组合一般使得到的结果不具有确定性。

当应用于宽度远大于厚度的试样时，图3的配置更加令人满意，因为切割边缘效应更小。因此，这种配置更适合于测试条带之类的薄试样，而不是测试相对较厚

的试样。若没有考虑到前文所述的局限性，图2和图3的配置不能用来测定表面电阻和电导。

9.3.3三电极配置可用于材料对比。1号电极和2号电极间的表面间隙的电阻或电导可通过采用1号电极作被保护电极、2号电极作保护电极

和3号电极作未保护电极直接测定得到。如此测定得到的电阻或电导实际上是1号电极和2号电极间表面电阻或电导与两电极间的一些体积电阻或电导并联的

结果。对于这种配置，除薄试样的表面间隙宽度g比材料厚度的2倍大得多外，g一般约为试样厚度的2倍。

9.3.4 超薄试样具有非常低的体积电阻率以至于被保护电极和保护体系间的低电阻会引起过大的误差，因此可能需要特殊的技术手段和试样尺寸。

9.4 液体绝缘电阻——液体绝缘材料的取样、测试电池的选取和清理电池的方法都应该与测试方法D1169保持一致。

10、试样安装

10.1 在测试前安装试样的过程中，确保电极与电极之间或电极与地之间不存在导电路径十分重要，因为这将极大的影响测量仪器的读数。避免使用裸露的手指接触绝缘表面，而应使用醋酸纤维手套。为了进行体积电阻或电导的参照实验，在条件处理之前需用合适的溶剂处理清理表面。在测量表面电阻之前，查看对比试样和参照试样是否需要进行表面清理。如果需要进行表面清理，记录下任何表面清理的细节。

在此关系式中，A是一个常数，数值上是单位时间的电流，而m值通常是在0到1之间取值。根据试样材料的特征，电流降至最小值1%范围内所需的时间可

能从几秒钟到几个小时，因此，为了确保给定材料的测量值具有可比性，有必要充电时间。按照惯例，充电时间通常为1min。对于一些材料而言，误导性

结论可能来源于任意充电时间下得到的测试结果。在给定材料的测试条件下得到电阻-时间曲线或电导-时间曲线作为选择合适充电时间的基础，这点必须在该材

料的测试方法中指明，或者这种曲线应该被用来作对比。有时，我们会发现电流随时间而增大。在这种情况下，使用时间曲线或者进

行特殊研究以及进行独立决策都需要考虑充电时间。

X1.5 电压值

X1.5.1 试样的体积和表面电阻或电导可能都对电压敏感。在这种情况下，测量类似样品时，有必要使用相同的电压梯度，从而使测量值具有可比性。另外，施加

电压值应在电压至少5%的范围内，这是一个独立于X1.7.3的要求，X1.7.3中讨论了电压的调节和稳定，而且涉及可感知的试样电容。

X1.5.2 通常施加在完整试样上的测试电压是100,250,500，1000，2500,5000,10000和15000V。其中最常使用的是100和500V。高电压用来研究材料的电压-电阻或

电压-电导特征（使测试在工作电压或工作电压附近进行），或者提高测试的灵敏度。

X1.5.3 取决于湿度含量的一些材料的试样电阻或电导可能会受到施加电压极性的影响，由电解作用或者离子迁移引起的这种效果，尤其是在不均匀的场的作用

下更加明显，例如在电缆中发现内部导体的测试电压梯度比外部表面更大。在电解和离子迁移存在于试样中时，当相对于大电极而言的小测试电极电位为负时，

电阻更小。在这种情况下，需要根据测试试样的要求指明施加电压的极性。

X1.6 试样轮廓

X1.6.1 试样绝缘电阻或电导的测量值来源于其体积和表面电阻或电导的合成效果。由于组件的相对值随材料的不同而变化，通过使用图1、图2和图3的电极

系统对比不同材料通常是不确定的，如果通过使用这些电极体系之一测得材料A比材料B有更高的绝缘电阻，并不能保证在其应用中比B具有更高的电阻。

X1.7.3.1 试样的电容

X1.7.3.2 测量电流的大小

X1.7.3.3 电压瞬变的大小和持续时间，以及变化速率

X1.7.3.4 所使用的稳定电路提供具有各种特征传入瞬变的恒定电压的能力。

X1.7.3.5 与电流测试仪器的周期和衰减相比，能提供恒定时间的完整测试电路。

X1.7.4 电流测试仪器范围的改变可能会引入电流瞬变