GB/T 40007-2021 纳米技术 纳米材料电阻率的接触式测量方法 通则.pdf

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标准编号:GB/T 40007-2021
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标准类别:电力标准
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GB/T 40007-2021标准规范下载简介

GB/T 40007-2021 纳米技术 纳米材料电阻率的接触式测量方法 通则.pdf简介:

GB/T 40007-2021《纳米技术 纳米材料电阻率的接触式测量方法 通则》是一个由中国国家标准管理机构制定并发布的技术标准。这个标准主要规定了在纳米材料领域中,针对纳米材料电阻率进行接触式测量的方法的通用准则。它涵盖了纳米材料电阻率测量设备的选择、操作程序、数据处理以及测量结果的报告等方面的要求。

纳米材料因其独特的物理性质,如高比表面积、优异的电学性能等,被广泛应用于众多领域,如电子、能源、生物医学等。因此,精确测量纳米材料的电阻率对于理解和控制其性能至关重要。该标准的发布,旨在提供一种科学、可靠且可重复的测量方法,以确保纳米材料电阻率测量的准确性和一致性。

PDF文件中可能包括详细的测量步骤、仪器配置要求、误差控制、数据处理方法以及对测量结果的解释和评估等技术细节。它为纳米材料科研、生产和质量控制提供了重要的技术指导。

GB/T 40007-2021 纳米技术 纳米材料电阻率的接触式测量方法 通则.pdf部分内容预览:

纳米技术纳米材料电阻率的 接触式测量方法通则

本标准规定了纳米材料电阻率的接触式测量方 包括测量原理、仪器设备、测量条件、测量步 响因素等。 本标准中静态四探针法(A法)适用于纳米薄膜、纳米浆料和纳米粉体的电阻率测量;动态四拉 (B法)、动态四线两电极法(C法)适用于纳米粉体电阻率的测量

下列文件对于本文件的应用是必不日少的。凡是注目期的弓用文件,仪注目期的版本适用于本文 。 凡是不注日期的引用文件《农村防火规范 GB50039-2010》,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T32269纳米科技纳米物体的术语和定义纳米颗粒、纳米纤维和纳米片

GB/T32269界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 纳米材料nanomaterial 任一外部维度、内部或表面结构处于纳米尺度的材料。 LGB/T30544.12014,定义2.4 3.2 电阻率resistivity ? 材料内部的电流电场强度和稳态电流密度之比,即单位体积内的体积电阻。 3.3 静态四探针法 staticfourprobemethod 纳来粉体材料预压成型,用四探针电阻率测量仪测量成型试样过程中,由于无持续施压,待测成型 试样的压实密度保持静止不变,测量该压实密度下的电阻率的方法。 3.4 动态四探针法dynamicfourprobemethod 纳米粉体材料不需预压成型,用四探针电阻率测量仪测量过程中,由于持续加压,待测样的压实密 度不断变化,测量待测样在不同压实密度下的电阻率的方法。

动态四探针法dynamicfourprobemet

纳米粉体材料不需预压成型,用四探针电阻率测量仪测量过程中,由于持续加压,待测样的压 不断变化,测量待测样在不同压实密度下的电阻率的方法,

4.1静态四探针法(A法)

测量原理见图1"。排列成 单坦表面上。外侧探针1 间通电流I,内侧探针2、探针3间形成电压U回路。 当试样厚度h>4时,四探针附近试样的 p按照公式(1)计算,试样厚度h≤4l时 电阻率o按照公式(2)计算。

..........................2

四探针附近试样的电阻率,单位为欧姆厘米(Q·cm); 探针系数,单位为厘米(cm); U一一内侧两根电极所测的直流电压值,单位为伏特(V); I一一外侧两根电极所施加直流电流值,单位为安培(A); F一修正系数,根据试样厚度h、直径D和探针系数1,从仪器的修正系数表查询

4.2动态四探针法(B法)

图1静态四探针法测量原理示意图

4.3动态四线两电极法(C法)

图2动态四探针法测量原理示意图

试样的电阻率,单位为欧姆厘米(Q·cm); U 一上、下标准电极间的电压,单位为伏特(V); 一上、下标准电极间的直流电流值,单位为安培(A) S 材料横截面积,单位为平方毫米(mm²); 试样筒中试样的厚度,单位为毫米(mm)

通用设备主要包括恒流电源、数字电压表 、干燥箱、电子天平、厚度计或于分表

5.2.1A法仪器设备

图4动态四线两电极法电阻率测量原理

5.2.1.1压片机:最大压强至少15MPa,模具容腔直径D≥10l(该模具可将粉体试样压成厚度h≤44 的薄圆片,1为探针间距)或D≥111(该模具可将粉体试样压成厚度h>41的棒材或厚度h≤41的薄圆 片,1为探针间距)。 5.2.1.2涂膜机或抽滤装置。 5.2.1.3四探针装置。

5.2.2B法仪器设备

5.2.2.1加压装置:加压柱接触试样端为绝缘材料。 5.2.2.2试样筒:内衬为绝缘材料,容腔直径D≥101(该模具可将粉体试样于压制成厚度h≤4l的薄圆 片)或D≥111(该模具可将粉体试样压成厚度h>4的棒材或厚度h≤4的薄圆片)。 5.2.2.3四探针装置:四探针除针尖外,其余部分预包埋在下(或上)加压柱绝缘材料里,针尖与加压柱 处于同一平面,探针间的绝缘电阻(包括针与外壳)大于10MQ。见图5

5.2.3C法仪器设备

四探针电阻率测量仪装置

2.3.1恒压力加载装置,加压柱接触试样端为圆形平板装的标准电极,上、下标准电极与试样筒 好配合度,电极表面平整,可紧密接触试样表面:内衬为绝缘材料的试样筒。如图6所示

图6动态四线两电极电阻率仪装置示意图

6.1测量环境条件:温度为20℃~30℃,测量时温度波动士1℃,相对湿度小于或等于65%。 6.2为消除邻近高频发生器在测量电路中可能引入寄生电流,建议电阻率测量在电磁屏蔽条件下 进行。 6.3在其他环境条件下进行测量时,应在测量报告中注明

将纳米薄膜干燥至恒重,然后置于干燥器中冷却至室温备用。把预处理得到的薄膜制成直径D≥ 01的等径薄圆片至少3片,或试样边缘到任一探针的最近距离101的片材至少3片,确保片材表面 均匀平整。

将纳米材料浆制成薄膜,除去溶剂,干燥后膜层厚度h宜为25m,也可根据实际应用做调整,但应 满足厚度h≤4l。把预处理得到的薄膜制成直径D≥101的等径圆片至少3片,或试样边缘到任一探针 的最近距离≥101的片材至少3片,确保片材表面均匀平整

.3.1将纳米粉体干燥至恒重备用。

3.1将纳米粉体干燥至

将纳米粉体干燥至恒重备用。 2将一定质量(m)的纳米粉体材料置于压片机内,在一定的压强(p)下压成厚度h≤4l的均匀 薄圆片,或压成厚度h41且试样边缘到任一探针的最近距离≥41的棒材,然后将压好的试样 恒重备用。该步骤适用于A法

7.1、7.2和7.3.2中薄圆片或涂层的厚度为h,直

预处理后的试样根据表1选择合适的方法进行测

表1薄膜、浆料、粉体电阻率测定的测量方法选择

8.2.1.1四探针电阻率测量仪至少预热30min。 3.2.1.2待测样的厚度h≤41时,选择薄圆片测量模式;待测样的厚度h>41时,选择棒材(或厚片)测 量模式。 3.2.1.3将探针下降到试样表面,使四探针针尖端阵列的中心落在试样中心,并与试样表面紧密接触。 8.2.1.4按表2选取合适电流量程,测量电阻率p,记录测量数据

四探针法测量不同电阻率试样电流量程选择

8.2.1.5将试样平面分别旋转30°~90,重复8.2.1.3、8.2.1.4的测量步骤,至少测3个点的数据,取平 均值为该圆片的测定结果。 8.2.1.6一个试样,至少测定三个薄圆片,试样的电阻率最终结果为这三个薄圆片的平均值。 8.2.1.7测量示例参见附录A

8.2.2.1试样的压实状态以压实密度d表示,按照公式(4)计算

8.2.2.1试样的压实状态以压实密度d表示,按照公式(4)计算

式中: d 一 压实密度,单位为克每立方厘米(g/cm") m 试样的质量,单位为克(g); 试样筒的横截面积,单位为平方毫米(mm²); h一一试样的厚度,单位为毫米(mm)。 8.2.2.2当试样的厚度h>4l,且试样边缘到任一探针的最近距离≥4时,试样在该压实密度d下的电 阻率β按公式(1)计算。试样的厚度h≤4l时,试样在该压实密度d下的电阻率β按公式(2)计算

3.1.1动态四探针电阻率测量仪至少预热30min。 3.1.2称取一定质量(m)预处理好的试样置于动态四探针电阻率测量仪的试样筒内,使试样在信 布均勾平坦。

8.3.1.3放入加压柱,对试栏 电阻率β,直至电阻率β趋于稳定。加压过程中,当试样厚度h>4l,用棒材模式,当试样被压到厚度 2≤41,用薄圆片模式。 8.3.1.4一个试样,至少平行测定两次。 8.3.1.5测量示例参见,附录 B.

8.4.1.1动态四线两电极电阻率仪至少预热30min。 8.4.1.2称取一定量预处理好的试样置于动态四线两电极电阻率仪的试样筒内,使试样在筒内分布均 匀平坦。 8.4.1.3放人上标准电极,对试样进行施压,从起始压力开始每隔一定压力(或压强),按表3选取合适 的电流,测量试样的厚度h和电阻率β,直至电阻率趋于稳定

表3不同电阻率试样电流选择表

注:当电流量程选择不当时,会出现电流供给不足,造成测量错误的现象,所以在测量一个未知材料时,可以先选 用小电流测量,然后逐渐加大电流,以得到更精确的测量。

8.4.1.4一个试样,至少平行测定两次。

8.4.1.4一个试样,至少平行测定两次。 8.4.1.5测量示例参见附录C。

《给水排水用软密封闸阀 CJ/T 216-2013》9.1含水量对电导率测定方法的影响

9.1含水量对电导率测定方法的影响

9.2施加压强对电导率测定方法的影响

压力不足,将导致纳来粉体不密实, 体电阻率时,需要对粉体加载压力《数字可寻址照明接口 第209部分:控制装置的特殊要求 颜色控制(设备类型8) GB/T 30104.209-2013》,直至粉体压实

9.3湿度对电导率测定方法的影响

电阻率对湿度变化非常敏感。

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