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GB／T 39978-2021 纳米技术 碳纳米管粉体电阻率 四探针法.pdf简介：

"GB/T 39978-2021 纳米技术 碳纳米管粉体电阻率 四探针法.pdf" 是一项由中国国家标准制定的关于纳米技术领域的技术标准。该标准具体规定了如何使用四探针法测量碳纳米管粉体的电阻率。四探针法是一种在电子学中常用的测量小尺寸样品（如纳米材料）电阻的方法，通过在样品的四个电极上施加电压并测量电流，从而得到电阻值。这项标准对于碳纳米管材料的性能评估、科研实验以及工业生产具有重要的指导作用，确保了测量结果的准确性和一致性。它涵盖了碳纳米管粉体电阻率测试的方法、条件、数据处理和结果解释等方面，为纳米科技领域内的科研和应用提供了一个标准化的操作流程。

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下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T5314一2011粉末冶金用粉末取样方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 JJG508四探针电阻率测试仪 SI/T10315四探针探头通用技术条件

GB/T5314一2011粉末冶金用粉末取样方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 JJG508四探针电阻率测试仪 SJ/T10315 四探针探头通用技术条件 SZG 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 体积电阻率 volumeresistivity 在给定的时间及电压下，直流电场强度与材料内部电流密度之比， 注1：在实际中，体积电阻率通常被视为单位体积内的体积电阻。 注2：体积电阻率的单位用Q·m表示。实际上由于碳纳米管粉体电阻率较小，可使用mQ·cm或Q·cm。 注3：改写GB/T31838.2—2019,定义3.2。 3.2 粉体电阻率 powderresistivity 粉末材料的体积电阻率。 注：其影响因素主要来源于本征电阻和接触电阻，忽略位垒电阻。 3.3 批 lot 同一条件下生产或处理的粉末数量。 LGB/T5314—2011,定义2.1 3.4 份样 increment 用取样装置从一批粉末中一次所取得的粉末。 [GB/T 5314—2011,定义2.2] 3.5 总样 gross sample 由一批粉中取出的所有份样组成，其粉末数量应够试验用

GB/T399782021

四根等距探针竖直地排成一排（见图1），同时施加适当的压力让其压在试样的表面上以形成欧姆 接触GB∕T 12755-1991 建筑用压型钢板，试样相对探针距离可理想地视为无限大，利用恒流源给两个外探针1、探针4通以小电流，电流值 「由被测试样的电阻率范围值确定，然后用高输入阻抗精准电压表测量两个中间探针2、探针3上的电 压降U。根据厚块原理和薄层原理推导的理论公式（1）可计算出试样的电阻率

式中： 电阻率，单位为毫欧厘米（mQ·cm）； 圆周率，此处取值3.14； 1探针间距，单位为厘米（cm）； U电位差，单位为毫伏（mV）； I电流，单位为毫安（mA)。

=2元l×1 000

图1四探针法测量原理图

光电分析天平或电子天平，精度应不小于0.1g

粉末压片机应包含以下两部分： a）模具：模具内腔直径应不小于11倍探针间距，允许偏差应不大于0.02mm，散装粉末高度应不 小于四倍探针间距； b） 压片机：压片机活塞直径应不小于模具底座直径，应能施加足够压力且精度达到1%

粉末压片机应包含以下两部分： a）模具：模具内腔直径应不小于11倍探针间距，允许偏差应不大于0.02mm，散装粉末高度应不 小于四倍探针间距； b）压片机：压片机活塞直径应不小于模具底座直径，应能施加足够压力且精度达到1%

5.3四探针电阻率测试仪

5.3.1仪器主要由电气部分和探头部分组成。电气部分一般包括可调稳流源、A/D转换器、数字显示 器、换向开关等仪器和部件。探头部分一般包括探头夹具、探头和测试台，探头的技术指标应符合 SJ/T10315的规定。 5.3.2探针的间距宜为1mm土0.01mm，针间绝缘电阻不小于1000MQ，机械游移率不大于0.3% 5.3.3四探针电阻率测试仪的检定按照JJG508中的要求进行

温度可控制在0℃300℃，控温精度为土5℃

无水乙醇，纯度为99%以上。

温度20℃±5℃，相对湿度应不大于65%。

所取份样组成的混合样应尽可能精确地代表该批粉未。与粉未接触的取样器所有表面都应光滑和 清洁。取样过程中应不改变粉末的性能。 注：当一批粉末处于运动状态时，例如在装料、出料、运输以及购存时，容器会受到震动，可能出现混合不匀

GB/T399782021

.1.2.1在连续流出料时

如果整批粉术通过 定间隔取样。份样数目取决于要求的精确度。应至少取三份份样，一份在出料开始后取，一份在出料过 程中间取，一份在出料结束前取

7.1.2.2从装在容器内的粉末中取样

除非另有协议，当从装在容器内的粉末批取样时，应按表1的规定随机抽取。从每一个抽出容器中 取出一份或多份的份样，组成总样。如果在一批中包含装有不同数量粉末的容器时，所选的容器应在该 批中有代表性，由每一个抽选出的容器中所取份样的数量，应与容器的装粉量成比例

表1取样容器数目选择表

7.1.3.1在连续流出料时取样

在垂直于粉流方问上的取样容器的尺 流截面尺寸大出足够的余量。以防取样过程中的 粉末溢出。取样容器送人和撤出粉流时，应使各部分粉末流人容器的机会均等。取得的总样应以 5r/min～30r/min的转速旋转10圈～15圈，获得混合样 注：最简单的方法是使具有矩形截面的取样器等速横穿粉末流。

7.1.3.2从装在容器内的粉末中取样

可用不同形式的取样器从装在容器内的粉末中取样，取样器的长度以能从容器的各个深度取出粉 末为宜。取得的总样应以15r/min～30r/min的转速旋转10圈～15圈，获得混合样

7.1.3.3整批缩分取样

对整批粉末的缩分取样可按GB/T5314一2011中4.3的规定进行。

.3.1用无尘纸或脱脂棉沾适量的无水乙醇清洁模具。 .3.2根据所选模具大小称取一定质量的混合样，转移至模具中，确保混合样均匀分布在模具中。压 完后试样厚度应大于四倍探针间距。 .3.3将模具轻放于压片机中央，接压片机操作说明，增加压力至设定值（设定值与样品类型有关，推 学压力大小为10MPa～20MPa），在此压力下保持0.5min1min，随后缓慢释放压力，取出试样。 .3.4观察并记录试样的厚度，如果试样表面平整、厚度均匀且大于四倍探针间距，则可直接进行电阻 率测试，否则需重新取样压片

8.1四探针电阻率测试仪开机后预热30min。 8.2打开四探针测试软件，选择测试类型为“棒材/厚块电阻率”，根据材料评估电阻率范围，选择合适 的电流量程，见表2。

表2不同电阻率试样电流量程选择表

8.3将7.3中制备好的试样放置于测试台中央位置，将探针下降到试样表面中心位置，至主机有电流 显示。 3.4根据测试软件上给出的电流值，在设备主机上旋转调节旋钮调节电流，使其与测试软件显示的电 流值相同。按“测试”按钮，测出试样的电阻率值。 8.5以试样表面分别旋转约30°~90°更换测试点，重复8.3和8.4，测试次数n不小于5次。求试样1 次测试结果的平均值。若相对标准偏差（RelativeStandardDeviation，RSD)大于5%，应重新压片测试 按照GB/T8170的要求，所得结果修约到一位小数。 8.6测试完毕后.用无尘纸或脱脂棉沾适量无水乙醇将探针擦拭于净

3.3将7.3中制备好的试样放置于测试台中央位置，将探针下降到试样表面中心位置，至主机有电流 显示。 3.4根据测试软件上给出的电流值，在设备主机上旋转调节旋钮调节电流，使其与测试软件显示的电 流值相同。按“测试”按钮，测出试样的电阻率值。 3.5以试样表面分别旋转约30~90°更换测试点，重复8.3和8.4，测试次数n不小于5次。求试样n 次测试结果的平均值。若相对标准偏差（RelativeStandardDeviation，RSD)大于5%，应重新压片测试。 按照GB/T8170的要求，所得结果修约到一位小数。 8.6测试完毕后，用无尘纸或脱脂棉沾适量无水乙醇将探针擦拭于净

9.1.1试样电阻率的测试结果可通过公式

试样电阻率的测试结果可通过公式（2）求得：

GB/T399782021

式中： 相对标准偏差； SD一—标准偏差，单位为毫欧厘米（mQ·cm)； ? 一—平均电阻率，单位为毫欧厘米（mQ·cm）。 注：实例分析可参见附录A。

式中： 相对标准偏差； SD一—标准偏差，单位为毫欧厘米（mQ·cm)； 一—平均电阻率，单位为毫欧厘米（mQ·cm） 注：实例分析可参见附录A。

9.2不确定度来源分析

不确定度包含但不限于以下来源： a) 仪器测量精度引入的不确定度； b) 测量重复性引入的不确定度； c）样品均匀性引入的不确定度。

报告内容包含但不限于以下信息： 依据标准编号； b) 样品名称； c) 实验人员及测试日期； d) 测试环境，包括温度、湿度； 测试所用仪器以及型号； f) 试样制备条件，包括模具直径、样品用量、压力大小、保压时间等； g）测试结果； h）观察到的异常现象。 注：测试报告示例可参见附录B

电子天平，精度为0.1g

按照5.2选择合适的模具和压片机框架结构大学教学楼五层局部4层5000平米左右，本实例选取的模具内腔直径为13mm，底座直径为50mm，压 片机压力范围为0MPa~40MPa，活塞直径为90mm

A.2.3四探针电阻率测试仪

按照5.3选择合适的四探针电阻率测试仪，探针的间距为1mm土0.01mm。

温度23℃.相对湿度60%

按照7.1.2.2和7.1.3.2，用取样器从一袋碳纳米管粉末中随机抽取三份份样以组成总样DB22／T 2950-2018标准下载，取得的总 样以30r/min的转速旋转15圈，获得混合样

按照7.2对混合样进行预处理。