材料的导电性能.ppt

关于材料的导电性能第1页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三材料电阻的测量方法测量材料电阻的方法，根据材料的电阻大小不同，采用的测量方法各异。主要的测量方法：惠斯顿单电桥法双电桥测量法电位差计测量直流四探针法第2页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三1、惠斯顿（Huiston）单电桥法

通过检流计G的电流为零.RN、R1、R2的电阻均已知，被测电阻Rx的计算：测量中Rx被测电阻，测出的电阻包括A、B两点的导线电阻和接触电阻。当测量低电阻时，由于结构和接触电阻无法消除，灵敏度不高、测量数值偏差较大，只有当被测电阻相对于导线电阻和接触电阻相当大时，Rx才接近于。惠斯顿单电桥的测量很少用于测量金属电阻，其测量电阻范围通常在在10?106?。惠斯顿单电桥测量原理图第3页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三2.双电桥法

双电桥法是目前测量金属室温电阻应用最广的方法，用于测量低电阻（102?10-6?）。双电桥法测量时，待测电阻Rx和标准电阻RN相互串连后，串入一有恒电流的回路中。将可调电阻R1R2R3R4组成电桥四臂，并与Rx、RN并连；在其间B、D点连接检流计G，那么测量电阻Rx归结为调节R1R2R3R4电阻使电桥达到平衡，则检流计为零G=0VD=VB第4页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三为了使上式简化，在设计电桥时，使R1=R3，R2=R4，并将它们的阻值设计的比较大，而导线的电阻足够小（选用短粗的导线），这样使趋向于零，则附加项趋近于零，上式近似为：=当检流计为零时，从电桥上读出R1、R2而RN为已知的标准电阻，用上式可求出Rx值。用双电桥测量电阻可测量100?10-6?的电阻，测量精度为0.2%。在测量中应注意：连接Rx、RN的铜导线尽量粗而短，测量尽可能快。第5页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三3．电位差计法

电位差计法广泛应用于金属合金的电阻测量，可测量试样的高温和低温电阻，还可以测试电位差、电流和电阻，它的精度比双电桥法精度高。可以测量10-7的微小电势。当一恒定电流通过试样和标准电阻时，测定试样和标准电阻两端的电压降Vx和VN，RN已知，通过下式计算出Rx电位差计法优点：导线（引线）电阻不影响电位差计的电势Vx、VN，的测量，而双电桥法由于引线较长和接触电阻很难消除，所以在测金属电阻随温度变化，不够精确。第6页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三4．直流四探针法

直流四探针法主要用于半导体材料或超导体等的低电阻率的测量。常用于半导体单晶硅掺杂的电阻率测量。四根金属探针彼此相距1mm排在一条直线上，要求四根探针与样品表面接触良好。由1、4探针通入小电流，当电流通过时，样品各点将有电位差，同时用高阻静电计、电子毫伏计测出2、3探针间的电位差V23，四探针法的测量线路原理图计算出样品的电阻率C是与被测样品的几何尺寸及探针间距有关的测量的系数，称为探针系数。单位：（cm）；I是探针通入的电流。第7页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三一、目的要求

1、掌握材料导电性能（电阻率、电导率）的测量方法；2、了解电阻率和电导率的相互关系；3、了解高分子、陶瓷材料的体电阻、表面电阻；4、理解成分对金属材料导电性能影响。第8页，讲稿共24页，2023年5月2日，星期三二、基本原理

欧姆定律电阻率与材料本质有关电阻率的单位：??m，??cm，???cm，工程技术上常用??mm2/m。它们之间的换算关系为1???cm=10-8??m=10-6??c