(高清版)GB∕T 37977.23-2019 静电学 第2-3部分：防静电固体平面材料电阻和电阻率的测试方法

ICS17.220.99GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000静电学第2-3部分：防静电固体平面材料电阻和电阻率的测试方法Electrostatics—Part2-3:Methodsoftestfordeterminingtheresistanceand(IEC61340-2-3:2000,IDT)国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000 Ⅲ 1 13术语和定义 1 25测量方法的选择 26固体导静电材料的电阻测量 27固体绝缘材料的电阻测量 28静电耗散性材料的电阻测量(用于避免静电电荷积聚) 3 38.2电极组件 38.3样品的准备和处理 48.4表面电阻测量系统的校验装置 48.5体积电阻测量系统的校验 48.6测量程序 5 69.1表面电阻率 69.2体积电阻率 610重复性和再现性 6 7 图1用于表面电阻和体积电阻测量的电极组件 7图2测量表面电阻的电极连接方式 8图3测量体积电阻的电极连接方式 8图4用于对地/接地点电阻以及点对点电阻测量的电极组件 8图5较低表面电阻范围测量的校验装置 9图6较高表面电阻范围测量的校验装置 图7对接地点电阻的测量原理 图8点对点电阻测量原理 图9表面或体积电阻率转换结构 IⅢGB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000——第3-1部分：静电效应的模拟方法人体模型(HBM)的静电放电试验波形；——第3-2部分：静电效应的模拟方法机器模型(MM)的静电放电试验波形；——第5-1部分：电子器件的静电防护通用要求。本部分为GB/T37977的第2-3部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC61340-2-3:2000《静电学第2-3部分：防静电固体平面材料电阻请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中华人民共和国工业和信息化部(电子)提出并归口。GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000电阻测试和电阻率的相关计算属于电子测量技术基础部分里用电压法和电流法测量的内容。常采用直流电流来进行固体材料的电阻计算。1GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000静电学第2-3部分：防静电固体平面材料电阻和电阻率的测试方法GB/T37977的本部分规定了用于避免静电电荷累积的固体平面材料的电阻和电阻率的测试方GB/T1410—2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法(IEC600GB/T2439—2001硫化橡胶或热型橡胶导静电性能和耗散性能电阻率的测定(ISO1853:ISO2951:1974硫化橡胶绝缘电阻率的测量(Vulcanizedrubber-Determinationofinsulationresistance)ISO3915:1981塑料导电塑料电阻率的测量(Plastics—Measurementofresistivityofconductiveplastics)IEC60260:1968恒定相对湿度的非注入类型的测试场地(Testenclosuresofnon-injectiontypeforconstantrelativehumidity)材料中直流电场强度(V/m)和稳态电流密度(A/m²)的比率。实际上，它等于单位立方注1:体积电阻率不适用于电性能不同的非均质材料。2GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20003.4表面电阻率surfaceresistivity3.54条件和测量环境使用中可能存在的最极端的条件(如极低湿度),适用于测量的环境条件的选择应通过材料的类型(产品为消除一些塑胶材料铸模工序或者干燥后出现的压电效应，测量前有必要对样品进行预处理。预配有干燥器的温室箱，或者具有完备强制对流和空气交换的气候试验箱都是合适的装置。附加指南见GB/T10580—2003和IEC60260:1968。5测量方法的选择应按照如下步骤选择测量方法：a)如果被测材料的电阻范围是已知的，那么按照相应标准中列出的方法或有关条款进行测量；b)如果被测材料的电阻范围是未知的，依据第6章的导静电材料测量方法进行测量。不应被采纳。应依据第8章静电耗散性材料的方法重新测量。如果上述情况再次发生，应依据第7章6固体导静电材料的电阻测量非金属固体导静电材料的电阻应依据ISO3915:1981塑料类或者GB/T2439—2001橡胶类进行接触电阻对结果的影响。为防止被测材料由于电流过大而引起明显升温，宜严格控制施加于样品的电流或耗散功率。7固体绝缘材料的电阻测量固体绝缘材料的电阻应依据适用于塑料类的GB/T1410—2006、GB/T10064—2006和适用于橡胶类的ISO2951:1974进行测量。3GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20008静电耗散性材料的电阻测量(用于避免静电电荷积聚)静电耗散性材料的电阻应按照下面的条款进行测量。度为±5%的独立电流表。对于1×10⁶Ω或更高的电阻的测量，开路电压应为(100±5)V,对低于1×10⁶Ω电阻的测量，开路电阻表的量程范围应至少在1×10³Ω~1×10¹3Ω之间。电极组件应由可与被测样品表面紧密接触的材料构成，并且不会因为电极电阻或者样品的污染引推荐采用下面条款中给出的组件，但也可以采用与国家标准或国际标准一致的其他适用配置。尤电极(防护)之间的间隙尺寸足够时，就可以减少杂散电流导致的读数误差。中心柱电极和同心环电极电极组件(电极1)包括中心柱电极和同心环电极，由能够接触被测材料的导电性材料制成(见图1)。的体积电阻应小于10³Ω。测量表面电阻的电极连接方式见图2,被测材料宜放置在8.2.4描述的绝缘板上。由放置在被测材料的两个面上的电极组成(连接方式见图3),顶部的电极组件(电极1)应满足8.2.1底部电极(电极2)应为一个无锈、无腐蚀的(非铝)金属盘，并且足够大以支撑被测样品。电极2应该电极组件由一个(对地或对接地点的电阻)或两个(点对点电阻)电极(电极3)组成，电极与样品接触的表面附有一个导电材料制成的圆盘(见图4)。当两个电极置于金属表面上时，在两电极间施加4GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000被测材料应放置在一个8.2.4描述的绝缘支撑板上。材料应放置在平整的绝缘支撑板上进行测量，依据GB/T1410—2006和GB/T10064—2006,当施加500V电压时，该绝缘支撑板的表面电阻应大于1×10¹³Ω。绝缘支撑板的大小应分别比被测样品的长度和宽度至少大10mm,最小厚度应为1mm。根据材料的规范要求进行试样采集。在进行测量的区域，不应对试样进行处理和标记。如果样品和电极接触的区域被重新处理过，应在测量报告中加以表述。测量表面电阻时，产生不利影响。校验装置应与8.2.1描述的电极尺寸一致，具有20个独立的金属面或焊盘，以用来与中心柱电极(内侧的)表面相接触，并有20个独立的焊盘与环电极(外侧的)表面接触。校验装置应包含20个(10±0.1)MΩ的电阻，它们分别将一对内侧和外侧的焊盘相连接(见图5)。当焊盘未被电阻连接时，施加100V电压，校验装置的材料在内外焊盘之间的体积电阻应不小于10⁸Ω。在8.2.1给出的电极组件按照图2连接到配套设备上，然后放到校验装置上。应加载10V电压，15s后记录读数。结果应为5.0×10⁵×(1±5%)Ω。将电极组件旋转90°再一次进行检查。校验装置应与8.2.1描述的电极尺寸一致，并有和电极表面接触的金属面或焊盘。在中心柱电极(内侧)和环电极(外侧)接触表面之间连接一个1.0×10²×(1±5%)Ω的电阻(见图6)。当两排焊盘间没有电阻相连时，依据GB/T1410—2006和在内外焊盘之间的体积电阻应不小于10¹4Ω。在8.2.1给出的电极组件按照图2连接到配套设备上，然后放到校验装置上。应加载100V电压，当显示数值稳定后进行读数。如果电阻的读数在误差范围内，重复该步骤5次，记录仪器显示稳定读数的时间。5次记录的平均值就是充电时间。当样品电阻高于10⁶Ω时，充电时间要再加5s。按照图3连接电极(电极1和2)到仪器，不要放置样品。在电压源输出和电极2之间插入一个(500±5)kQ的电阻。应加载10V5GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000按图3连接电极(电极1和电极2)到仪器，不要放置样品。在电源输出和电极2之间插入一个1.0×10²×(1±5%)Ω的电阻器。应加载100V电压，当显示数值稳定后进行读数。如果读数在电阻器的容差范围内，重复该步骤5次，记录仪器显示稳定读数的时间。5次记录的平均值就是充电时间。当测量样品高于10⁶Ω时，充电时间要再加5s。将8.2.1给出的电极组件连接到配套仪器上(见图2)。被测样品应放到绝缘支撑板上，测量表面朝除非另有规定，选择仪器输出电压10V,15s后记录读数。如果指示电阻小于1.0×10⁶Ω,记录结果，并对下一个样品进行测量。如果指示电阻等于或大于1.0×10⁶Ω,选择仪器输出电压100V,重新将8.2.1给出的电极组件连接到配套仪器上(见图3)。先把底部的电极(电极2)放到绝缘支撑板上，然后把样品放在底部电极上。再把顶部的电极(电极1)放置到样品的大致中心位置，或缘有10mm的距离。选择仪器输出电压10V,15s后记录读数，除非另有规定。如果指示电阻小于1.0×10⁶Ω,记录结果，并对下一个样品进行测量。如果指示电阻等于或大于1.0×10⁶Ω,选择仪器输出电压100V,并重复以上步骤。在8.5.2描述的充电时间后记录指示电阻值。测量样品应安装典型接地端子。把样品放在绝缘支撑板上，测量表面朝上。把电极组件(电极3)放到样品表面上，离样品边缘或接地端子至少50mm的距离(见图7)。仪器的测量导线分别连接到电极组件和接地点上。选择仪器输出电压10V,如果指示电阻小于1.0×10⁶Ω,15s后记录读数，然后样品进行测量。如果指示电阻等于或大于1.0×10⁶Ω,泄放仪器电压，然后选择仪器输出电压100V,重复以上步骤。把电极组件(电极3)放到样品表面上，离样品边缘或接地点至少50mm的距离(见图7)。仪器的测量导线分别连接到电极组件和接地点上。选择仪器输出电压10V,如果指示电阻小于1.0×10⁶Ω,15s后记录读数，然后对下一个位置或者样品进行测量。如果指示电阻等于或大于1.0×10⁶Ω,关闭仪器电源输出，然后选择仪器输出电压100V,重复以上步骤。6GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:20008.6.4点对点的电阻测量将8.2.3中描述的两个电极组件(电极3)连接到配套仪器上。样品应放到绝缘支撑板上，测量表面朝上。电极应放到样品表面上，除非另有规定，两电极轴距至少250mm,并至少距离样品边缘50mm(见图8)。选择仪器输出电压10V,如果指示电阻小于1.0×10⁶Ω,15s后记录读数。然后对下一个位置或者样品进行测量。如果指示电阻等于或大于1.0×10⁶Ω,关闭仪器电源输出，然后选择仪器输出电压100V,重复以上步骤。9电阻率值的转换当要将表面电阻或者体积电阻(按照8.6.1或者8.6.2中的测量方法得到)转化成电阻率时，按下述进行转换(与GB/T1410—2006一致)。9.1表面电阻率按照图9使用式(1)进行计算：式中：…………ps——表面电阻率，单位为欧姆(Ω);Rx——表面电阻测量值，单位为欧姆(Ω);d₁——中心柱电极的直径，单位为米(m);g——两个接触电极之间的距离(间隙),单位为米(m)。9.2体积电阻率按照图9使用式(2)进行计算：式中：pv——体积电阻率，单位为欧米(Qm);Rx——体积电阻测量值，单位为欧姆(Ω);d₁——中心柱电极的直径，单位为米(m);g——两个接触电极之间的距离(间隙),单位为米(m);h——样品厚度，单位为米(m)。10重复性和再现性给定样品的电阻伴随测量条件而改变，对于被测材料来说，不均匀是正常的。因此，计算的重复性几率一般至多10%,经常会产生较大的偏离(在同一条件下可产生一个数量级范围的偏离)。在相似样品上的对比测量要在相同电压等级上进行。这些测量方法的重复性可以假定为大约半个数量级的范围。如果实验室的一系列结果的平均值是5×10¹0Ω,则期望数值分布在2.5×10¹0Ω和7.5×10¹0Ω之间。7GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000i)作为独立结果的表面电阻率与平均值的相关性；j)作为独立结果的体积电阻率与平均值的相关性；k)对地/对接地点电阻和测量位置的标识；m)样品的准备和测量日期；n)测量中观察到的具体细节(例如极化性影响等)。单位为毫米绝缘导线(>10¹³Q)绝缘体(>101³Q)金属电极安装基座8GB/T37977.23—2019/IEC61340-2-3:2000中心柱电极(电极1)环形电极(电极2)试样中心柱电极(电极1)环形电极(电极2)支撑物试样支撑物底部电极(电极2)单位为毫米仪器电缆单位为毫米仪器电缆总质量绝缘导线(>10¹³Q)绝缘体(>10¹Q)电极39GB/T37