實(shí)驗(yàn)-介電+電阻率

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 材料的電阻率測(cè)定材料的電阻率測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 材料介電性能的測(cè)量材料介電性能的測(cè)量2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 材料的電阻率測(cè)定材料的電阻率測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膎 了解不同材料的電阻性能的差異；n 了解不同材料電阻的測(cè)試方法和原理；n 掌握低電阻材料的測(cè)試儀器及操作；n 初步掌握不同處理方式對(duì)材料電阻率的影響分析；3基本原理基本原理4電導(dǎo)率、電阻率電導(dǎo)率、電阻率 (1)表征表征材料導(dǎo)電性的大小材料導(dǎo)電性的大小。 單位：S. m-1, .m材料的材料的分類(lèi)分類(lèi)材料材料電阻率電阻率.m電導(dǎo)率電導(dǎo)率S. m-1超導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體010-8-10-510-5-107107-1018105-10810-7-1051

2、0-18-10-75電阻率o 材料本身的特性；o 結(jié)構(gòu)、組織電阻率；o 工藝+成分結(jié)構(gòu)、組織o 電阻率 工藝？6測(cè)試方法測(cè)試方法o伏安法o電橋法電橋法o四端電極法（四探針?lè)ǎ﹐高阻計(jì)法高阻計(jì)法789圖10-2 高阻計(jì)測(cè)量的基本電路示意圖K1測(cè)量與放電開(kāi)關(guān)；K2RvRs轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；K3輸入短路開(kāi)關(guān)；R0標(biāo)準(zhǔn)電阻；A測(cè)量電極；B保護(hù)電極；C試樣Rx；D底電極10幾種導(dǎo)體材料的電阻率（幾種導(dǎo)體材料的電阻率（.m）銀Ag 1.62 10-8銅Cu 1.72 10-8 金Au 2.40 10-8鋁Al 2.82 10-8 鈉Na 4.60 10-8鎢W 5.48 10-8鐵Fe 1.00 10-7 鉑Pt

3、 1.05 10-7 鉛Pb 2.19 10-7 汞Hg 9.58 10-711儀器與試樣o QJ83數(shù)字直流電橋（單臂）數(shù)字直流電橋（單臂） ；o QJ84數(shù)字直流電橋（雙臂）；數(shù)字直流電橋（雙臂）；o EST121EST121數(shù)字超高阻、微電流測(cè)量?jī)x；數(shù)字超高阻、微電流測(cè)量?jī)x；o 恒溫恒濕箱；o 游標(biāo)卡尺；o 經(jīng)過(guò)退火的淬火鋼絲、陶瓷試樣一批。 12QJ83數(shù)字直流電橋數(shù)字直流電橋（單臂）（單臂）惠斯登惠斯登/惠斯通電橋惠斯通電橋o 測(cè)量范圍0-20M，七檔量程，最小分辨力 1m；o 20、200、2k、20 k、200k ，0.05% ；o 2M、20M，0.1%o 顯示4 位LED數(shù)碼

4、管o 電源AC 220V 50Hz 功耗6Wo 尺寸(W)250 mm(H)70 mm(D)285mmo 重量2kg13o QJ84數(shù)字直流電橋數(shù)字直流電橋（雙臂）（雙臂）凱爾文凱爾文/開(kāi)爾文電橋開(kāi)爾文電橋o 測(cè)量范圍0-20K，七檔量程，最小分辨力 1m；o 20m、200m、2、20k、200 ，0.05% ；o 2K、20K，0.01%o 顯示4 位LED數(shù)碼管o 電源AC 220V 50Hz 功耗15Wo 尺寸(W)265 mm(H)110 mm(D)285mmo 重量2.5kg14EST121EST121數(shù)字超高阻、微電流測(cè)量?jī)x數(shù)字超高阻、微電流測(cè)量?jī)xo 電阻、電流測(cè)量范圍104-1

5、018、2*10-4-10-16A ；o DC10、50、100、250、500、1000V ；o 電源AC 220V 50Hz 功耗10Wo 尺寸285245120mmo 重量2.5kg15工作原理工作原理o QJ84型數(shù)字直流電橋工作原理。被測(cè)電阻以四端鈕法接入電橋，與量程網(wǎng)絡(luò)中基準(zhǔn)電阻和精密運(yùn)放構(gòu)成半橋電路，完成R/V變換，后經(jīng)A/D變換，由LED數(shù)碼管顯示測(cè)試數(shù)據(jù)，量程切換電路在改變量程網(wǎng)絡(luò)電阻同時(shí)，完成小數(shù)點(diǎn)切換。o QJ83四端鈕法低電阻；二端鈕法-高電阻；16工作原理工作原理根據(jù)歐姆定律，R=V/ I傳統(tǒng)的高阻計(jì)的工作原理是測(cè)量電壓V固定，通過(guò)測(cè)量流過(guò)被測(cè)物體的電流I以標(biāo)定電阻的

6、刻度來(lái)讀出電阻值。所以電阻的顯示值是非線性的，即電阻無(wú)窮大時(shí)，電流為零，即表頭的零位處是，其附近的刻度非常密，分辨率很低。整個(gè)刻度是非線性的。又由于測(cè)量不同的電阻時(shí)，其電壓V也會(huì)有些變化，所以普通的高阻計(jì)的精度是很難提高的。EST121型數(shù)字高阻計(jì)是同時(shí)測(cè)出電阻兩端的電壓V和流過(guò)電阻的電流I，通過(guò)內(nèi)部的大規(guī)模集成電路完成電壓除以電流的計(jì)算，然后把所得到的結(jié)果經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字顯示出電阻值，即便是電阻兩端的電壓V和流過(guò)電阻的電流I是同時(shí)變化，其顯示的電阻值不象普通高阻計(jì)那樣因被測(cè)電壓V的變化或電流的變化而變，所以,即使測(cè)量電壓、被測(cè)量電阻、電源電壓等發(fā)生變化對(duì)其結(jié)果影響不大，其測(cè)量精度很高。

7、從理論上講其誤差可以做到零。而實(shí)際誤差可以做到千分之幾或萬(wàn)分之幾17表 電極系統(tǒng)尺寸試樣形狀電極尺寸/mm測(cè)量電極與環(huán)電極的間隙g/mm測(cè)量電極（D1）環(huán)電極（D2）下電極（D3）板狀直徑 500.1內(nèi)徑 540.1直徑 7420.218低電阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)步驟o 樣品準(zhǔn)備和尺寸測(cè)量；o 開(kāi)機(jī)預(yù)熱30min；o 校準(zhǔn)o 測(cè)量 選擇量程從高到低；在低量程時(shí)嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間短路；QJ84測(cè)量時(shí)需要按下測(cè)量“METER”鍵。19高電阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)步驟o 接好電源線和測(cè)試線；o 量程置于104檔；o 選擇合適的測(cè)量電壓；o 接通電源；o 調(diào)零；o 測(cè)試 選擇量程從低到高，每次停留1-2s，電阻超出量程，顯示為“1”，

8、有顯示值，即可。測(cè)試完畢，量程置于“調(diào)零”檔，關(guān)閉電源。20注意事項(xiàng)EST121型數(shù)字?jǐn)?shù)字超高阻、微電流測(cè)量?jī)xo 開(kāi)機(jī)前和測(cè)試完畢，必須確認(rèn)量程開(kāi)關(guān)置于調(diào)零位置；o 測(cè)試過(guò)程中禁止調(diào)節(jié)測(cè)量電壓、電阻測(cè)試開(kāi)關(guān)、微電流測(cè)量線（綠）與高壓線（紅）短路；o 測(cè)量前應(yīng)于開(kāi)路時(shí)調(diào)零；o 禁止“Rx”兩端短路； 21實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（測(cè)量溫度、濕度）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（測(cè)量溫度、濕度）編號(hào)退火溫度T/oC長(zhǎng)度/m直徑/m電阻R/實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 材料介電性能的測(cè)量材料介電性能的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膐 1、了解材料的介電性能參數(shù)；o 2、初步了解材料介電響應(yīng)機(jī)制；o 3、掌握材料介電性能的測(cè)試。材料介電性能的測(cè)定一、測(cè)量方法一、測(cè)

9、量方法:1、靜態(tài)法；2、電橋法（0.01150Hz）；超低頻（0.01200Hz), 雙電橋（1MHz);音頻（203MHz,Schering Bridge,施林電橋)，3、諧振法（10100MHz); 4、傳輸線法（1006000MHz); 5、波導(dǎo)法；6、諧振腔法。材料介電性能的測(cè)定二、取決因素二、取決因素 頻率范圍； 溫度范圍； 材料性能； 材料形狀、尺寸； 其他。測(cè)量原理o 自動(dòng)平衡電橋原理o 電橋法和Q表測(cè)量法 試樣和儀器o 實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)驗(yàn)樣品 不同成分的陶瓷、玻璃試樣一批；o 實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器 TH2817 LCR儀一臺(tái)； 游標(biāo)卡尺一把； 導(dǎo)電膠一瓶； 烘箱一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)

10、步驟1. 樣品準(zhǔn)備，涂覆導(dǎo)電膠； 2. 將涂覆好導(dǎo)電膠的樣品進(jìn)行烘干；3. TH2817 LCR儀開(kāi)機(jī)預(yù)熱30分鐘；4. LCR儀開(kāi)路、短路清零以及相應(yīng)參數(shù)的設(shè)定；5. 樣品尺寸測(cè)量；6. 介電性能進(jìn)行測(cè)試，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)；7. 關(guān)機(jī)，整理；8. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。測(cè)定數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)厚度（mm)直徑（mm)123平均值123平均值12 f序號(hào) 指標(biāo) 頻率（Hz)1001K10K40K100K1etand2etandCCTO陶瓷介電頻譜（室溫）101001k10k100k1M0.05.0 x1031.0 x1041.5x1042.0 x1042.5x1043.0 x1043.5x1044

11、.0 x104 ef/Hz 1120oC/3h 1120oC/6h 1120oC/12h 1130oC/3h 1140oC/3h101001k10k100k1M0.00.51.01.52.02.53.0 1120oC/3h 1120oC/6h 1120oC/12h 1130oC/3h 1140oC/3h tandf/Hz1120燒結(jié)CCTO陶瓷的介電溫譜（1kHz） 2040608010012014016001x1042x1043x1044x1045x1046x1047x1048x104 eTemperature/oC 0.00 0.01 0.03 0.05 0.08 0.10 0.20204060801001201401600123456 tandTemperature/oC 0.00 0.01 0.03 0.05 0.08 0.10 0.2005000001000000150000020000