絕緣材料的直流電阻率或電導率的標準測試方法
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1、適用範圍
1.1 這些測試方法涵蓋了直流絕緣電阻率、體積電阻率和表面電阻率的測量步驟。通過試樣、電極的幾何尺寸和這些測量方法可以計算得到電絕緣材料的體積和表面電阻，同時也可以計算得到相應的電導率和電導。
1.2 這些測試方法不適用測量適度導電的材料的電阻和電導。採用測試方法d4496來表徵這類材料。
1.3 這個標準描述了測量電阻或電導的幾種可替換的方法。最適合某種材料的測試方法是採用適用於該材料的標準astm測試方法，而且這種標準測試方法定義了電壓應力的極限值和有限的通電時間，以及試樣的外形和電極的幾何形狀。
這些單個的測試方法能更好的表示出結果的精度和偏差。
1.4 測試步驟出現在下列部分中：
測試方法或步驟部分
計算13
測試儀器和方法的選擇7
清潔固體試樣10.1
試樣的處理11
遮蔽電極的有限區域附錄x2
電極系統6
影響絕緣電阻或電導測量的因素附錄x1
濕度控制11.2
液體試樣和電池9.4
精度和偏差15
電阻或電導測量的步驟12
參考檔案2
報告14
取樣8意義和使用5
試樣安裝10
測試方法總結4
專業術語3
絕緣材料表面、體積電阻或電導的測試試樣9
典型測試方法附錄x3
1.5 這個標準並沒有列出與其應用相關的所有安全方面的考慮。使用該標準的使用者需要建立適當安全、健康的操作規範和確立使用前監管限制的適用範圍。
2、參考檔案
2.1 astm標準
d150 電絕緣固體的交流損耗特性和介電常數的測試方法
d374 電絕緣固體的厚度的測量方法
d1169 電絕緣液體的電阻率的測試方法
d1711 與電絕緣體相關的術語
d4496 適度導電材料的直流電阻和電導的測試方法
d5032 通過水甘油溶液保持恆定相對濕度的做法
d6054 處理測試用電絕緣材料的方法
e104 通過水溶液保持恆定的相對濕度的做法
3、術語
3.1 定義——下列定義來自於術語d1711中，並被應用到本標準所使用的術語中。
3.1.1 電導，絕緣，n——兩電極之間（或試樣中）總的體積和表面電流與兩電極間直流電壓之比。
3.1.1.1 討論——絕緣體的電導是其電阻的倒數。
3.1.2 電導，表面，n——兩電極間（試樣表面）的電流與兩電極間的直流電壓之比。
3.1.2.1 討論——（一些體積電導不可避免的包含在實際的測量中）表面電導是表面電阻的倒數。
3.1.3 電導，體積，n——兩電極間試樣體積範圍內的電流與兩電極間直流電壓之比。
3.1.3.1 討論——體積電導是體積電阻的倒數。
3.1.4 電導率，表面，n——表面電導乘以試樣的表面尺寸比（電極間的距離除以電極的寬度，這規定了電流路徑），如果兩電極位於正方形材料的對邊上，表面電導率在數值上等於兩電極間的表面電導。
3.1.4.1 討論——表面電導率用西門子來表示，通常為西門子/平方（正方形材料的尺寸與材料屬無關）。表面電導率是表面電阻率的倒數。
3.1.5 電導率，體積，n——體積電導乘以試樣的體積尺寸比（電極間的距離除以電極的截面積），如果電極位於單位立方體相對的面上，體積電導率在數值上等於兩電極間的體積電導。
3.1.5.1 討論——體積電導率的單位是s/cm或s/m，體積電導率是體積電阻率的倒數。
3.1.6 適度導電，adj——描述體積電阻率在1到10000000ω-cm的固體材料。
3.1.7 電阻，絕緣，ri，n——施加在兩電極間（或在試樣上）的直流電壓與它們之間的總體積和表面電流之比。
3.1.7.1 討論——絕緣電阻是絕緣電導的倒數。
3.1.8 電阻，表面，rs，n——施加在兩電極間（試樣表面）的直流電壓與它們之間的電流之比。
3.1.8.1 討論——（一些體積電阻不可避免的包含在實際的測量結果中）表面電阻是表面電導的倒數。
3.1.9 電阻，體積，rv，n——施加在兩電極間（或在試樣中）的直流電壓與它們之間的試樣中的電流之比。
3.1.9.1 討論——體積電阻是體積電導的倒數。
3.1.10 電阻率，表面，ρs，n——表面電阻乘以試樣的表面尺寸比（電極寬度除以電極間的距離，規定了電流路徑），如果兩電極位於正方形材料的對邊上，表面電阻率在數值上等於兩電極間的表面電阻。
3.1.10.1 討論——表面電阻率用歐姆表示，通常為歐姆/平方（正方形材料的尺寸與材料屬無關）。表面電阻率是表面電導率的倒數。
3.1.11 電阻率，體積，ρv，n——體積電阻乘以試樣的體積尺寸比（兩電極間試樣的截面積除以電極間的距離），如果電極位於單位立方體相對的面上，體積電阻率在數值上等於兩電極間的體積電阻。
3.1.11.1 體積電阻率的常用單位是ω-cm或ω-m。體積電阻率是體積電導率的倒數。
4、測試方法概述
4.1 材料樣品或電容器的電阻或電導是通過測量規定條件下的電流或電壓降得到的。通過使用合適的電極系統有可能分別測量表面和體積電阻或電導。
當所需的試樣和電極尺寸已知時，電阻率和電導率可以通過計算得到。
5、意義和使用
5.1 絕緣材料被用來隔絕電氣系統中的部件和將部件與地隔絕，同時也為部件提供力學支撐。為了達到這個目的，希望部件的絕緣電阻在與可承受的力學、化學和耐熱性一致的前提下能夠盡可能的高。
由於絕緣電阻或電導包含了體積和表面電阻或電導，當試樣與電極與其實際使用過程中的形狀相同時，測量值最為有用。表面電阻或電導隨濕度變化很快，然而體積電阻或電導卻變化很慢，儘管體積電阻或電導最終的變化可能更大。
5.2 電阻率或電導率能用來間接**一些材料的低頻介質擊穿和介質損耗角，電阻率和電導率經常被用來間接地表徵含水量、固化度、機械連線和各種型別的材料退化。這些間接測量的有效性取決於理論或實驗研究相關聯的程度。
表面電阻的下降可能導致電介質擊穿電壓的公升高，因為電場強度降低了，或者導致電介質擊穿電壓的降低，因為應力作用的面積減小了。
5.3 所有的絕緣電阻或電導取決於充電時間和施加的電壓值（平常的環境變數除外）。這點必須清楚的知道，才能保證電阻和電導的測量值有意義。
在電氣絕緣材料行業內，表觀電阻通常指任意充電時間下得到的電阻值。見x1.4
5.4 體積電阻率或電導率可以從電阻和尺寸資料中計算得到，這有助於設計具體應用中的絕緣體。電阻率或電導率隨溫度和濕度的變化可能很大，而且為具體工作條件設計時，必須注意這點。
體積電阻率和電導率的測定經常用來檢查絕緣材料與其工藝相關的均勻性，或者用來檢測影響材料質量而又不容易被其他方法檢測到的導電雜質。
5.5 在一般實驗條件下，如果通過試樣上測得的資料計算出的電阻率高於1021ω·cm（1019ω·m），那麼該結果的有效性是值得懷疑的，因為常用的測試裝置是有侷限性的。
5.6 表面電阻和電導不能被精確測量，只能得到近似值，因為一些體積電阻和電導始終包含在測量結果中。表面電阻和電導的測量值也會受到表面汙染的影響。
表面汙染及其積累速率受到很多因素的影響，包括靜電和介面張力。這些可能影響表面電阻率。當涉及到汙染時，我們認為表面電阻率或電導率與材料屬性有關，但是在通常意義上表面電阻率或電導率不是電絕緣材料的一種材料屬性。
6、電極系統
6.1 製作電極的絕緣材料應該是一種容易應用、能與試樣表面親密接觸，而且不因電極電阻或試樣汙染而引起明顯誤差。在測試條件下，電極材料應該能耐腐蝕。
對於組裝試樣的測試，例如通孔套管、電纜等等，採用的電極是試樣的一部分或者是它的配件，絕緣電阻或電導的測量包含電極汙染或配件材料的影響，而且在實際使用中一般與試樣效能有關。
6.1.1 接線柱和錐形針電極，圖1和圖2，提供了一種在剛性絕緣材料上施加電壓來測量其電阻和電導性質的方法。
這些電極在某種程度上模擬實際的使用條件，例如儀錶盤和接線板上的接線柱。在絕緣材料的層壓板表面樹脂含量很高的情況下，採用錐針形電極得到的絕緣電阻可能比採用接線柱電極得到的小一些，這是錐形針電極與絕緣材料的接觸更加緊密。測得的電阻或電導值受每根錐形針與絕緣材料接觸、針的表面粗糙度以及絕緣材料上孔洞平滑度的影響。
從不同試樣得出結果的重複性不好。
圖1 固體平板試樣的接線柱電極
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