(高清版)GBT 40719-2021 硫化橡膠或熱塑性橡膠　體積和 或表面電阻率的測(cè)定

GB/T40719—2021/ISO14309:2019硫化橡膠或熱塑性橡膠體積和/或表面電阻率的測(cè)定(ISO14309:2019,IDT)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T40719—2021/ISO14309:2019本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件使用翻譯法等同采用ISO14309:2019《硫化橡膠或熱塑性橡膠體積和/或表面電阻率的與本文件中規(guī)范性引用的國(guó)際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國(guó)文件如下：——GB/T2941—2006橡膠物理試驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序(ISO23529:2004,IDT);請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)橡膠與橡膠制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)通用試驗(yàn)方法分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC35/SC2)IGB/T40719—2021/ISO14309:2019橡膠材料作為產(chǎn)品或其他產(chǎn)品的輔助配件在眾多行業(yè)中廣泛應(yīng)用。通常情況下橡膠被認(rèn)為是絕緣材國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1853的測(cè)量范圍包含了較低到中等導(dǎo)電率橡膠材料，即電阻率為10?Ω·m或更低本文件通常應(yīng)用于測(cè)量絕緣橡膠的體積電阻率和表面電阻率，測(cè)量范圍可以覆蓋低電阻率到高電I1GB/T40719—2021/ISO14309:2019硫化橡膠或熱塑性橡膠體積和/或表面電阻率的測(cè)定警示1——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未指出所有可能的安全本文件描述了硫化橡膠或熱塑性橡膠體積電阻率和/或表面電阻率的測(cè)試方法。本文件適用于電阻率在101Ω·m～1017Ω·m之間的硫化橡膠或熱塑性橡膠。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。ISO18899:2013橡膠試驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)指南(Rubber—Guidetothecalibrationoftestequipment)ISO23529橡膠物理試驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序(Rubber—Generalproceduresforpre-paringandconditioningtestpiecesforphysicaltestmethods)ISO1382界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。 ISO在線瀏覽平臺(tái)(ISOOnlinebrowsingplatform):/obp——IEC電工百科(IECElectropedia):/施加在兩個(gè)與試樣相對(duì)面接觸的電極之間的直流電壓和兩個(gè)電極之間的電流(不包括沿表面的電流)之比。施加在試樣同一表面上的兩個(gè)電極之間的直流電壓和電流之比。2GB/T40719—2021/ISO14309:20193.3表面電阻率surfaceresistivity單位面積上測(cè)得的表面電阻。不受測(cè)試電壓以外的電壓和雜散電壓的干擾來(lái)減少測(cè)量誤差。電流被保護(hù)系統(tǒng)分流到測(cè)量電路以外，任一測(cè)量端到保護(hù)系統(tǒng)的絕緣電阻與一阻值非常低的電路元件并聯(lián)，4原理橡膠試樣的體積電阻和表面電阻是通過(guò)使用適當(dāng)?shù)碾姌O排列來(lái)測(cè)量施加電壓時(shí)流動(dòng)的電流確定的。體積電阻率和表面電阻率是根據(jù)測(cè)量的電阻(包括接觸電阻)計(jì)算得到的。5裝置5.1穩(wěn)定的直流電源，能夠給試樣提供1V～1000V的電壓。小，測(cè)量精確度為5%以上。5.4電極，如圖1所示。3GB/T40719—2021/ISO14309:2019單位為毫米標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——主電極；3--—對(duì)置電極；典型示例gh共使用3個(gè)電極來(lái)測(cè)量試樣的電阻率：——一個(gè)主電極(圓柱狀的); 個(gè)環(huán)形電極(環(huán)狀的): 5.4.2電極形狀和尺寸相對(duì)的一側(cè)。電極裝置如圖1所示。尺寸應(yīng)符合以下要求：——主電極的直徑D?至少是測(cè)試試樣厚度h的十倍。4GB/T40719—2021/ISO14309:2019——主電極和環(huán)形電極之間的間隙g應(yīng)保持均勻的寬度。測(cè)量體積電阻率時(shí)，間隙需要達(dá)到邊緣 --—環(huán)形電極的寬度應(yīng)大于測(cè)試試樣的厚度h。 對(duì)置電極的直徑D?應(yīng)大于環(huán)形電極的外徑D?注：測(cè)量的體積或表面電阻可能很大程度上取決于試樣和電極尺寸，對(duì)于比對(duì)試驗(yàn)，需要使用相同尺寸的試樣和性。硬金屬以外的電極應(yīng)輔以硬金屬墊板使電極表面平整。注：合適的電極材料詳見(jiàn)附錄A。合適的測(cè)試回路如圖2和圖3所示。1——被保護(hù)電極(主電極);3——測(cè)試試樣；6——開(kāi)關(guān)；8——測(cè)試電路的連接點(diǎn)；9——電流測(cè)量裝置；10——接地；11—-測(cè)試電流；5GB/T40719—2021/ISO14309:2019標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1被保護(hù)電極(主電極);2——不保護(hù)電極(環(huán)形電極);4——保護(hù)電極(對(duì)置電極);5——直流電源；7—--短路電極的連接點(diǎn)(用于試樣放電);9——電流測(cè)量裝置；10——接地；11——測(cè)試電流；6校準(zhǔn)設(shè)備的校準(zhǔn)要求應(yīng)符合附錄C的規(guī)定。7試樣試樣的厚度范圍為0.5mm～5mm,推薦選用的厚度為1mm或2mm。試樣的厚度應(yīng)在主電極覆蓋的區(qū)域取幾個(gè)均勻分布的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的精度為0.01mm。取平均值作為試樣的厚度值。一組試樣厚度值的波動(dòng)不應(yīng)超出平均值的10%。用于比對(duì)試驗(yàn)的試樣，應(yīng)盡7.2試樣數(shù)量試樣的數(shù)量為3個(gè)。8調(diào)節(jié)試樣硫化和試驗(yàn)的時(shí)間間隔應(yīng)符合ISO23529的規(guī)定。樣品和試樣在硫化和試驗(yàn)之間的儲(chǔ)存應(yīng)符合ISO23529的規(guī)定。根據(jù)ISO23529規(guī)定材料在試驗(yàn)前應(yīng)至少在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度和濕度下調(diào)節(jié)16h。金屬箔、液態(tài)和導(dǎo)電彈性體電極應(yīng)在調(diào)節(jié)后試驗(yàn)。并在調(diào)節(jié)之后盡可能快的進(jìn)行試驗(yàn)。透濕電極6GB/T40719—2021/ISO14309:2019無(wú)需調(diào)節(jié)即可進(jìn)行試驗(yàn)。9測(cè)試條件9.1溫度和濕度試驗(yàn)通常在ISO23529規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下進(jìn)行，但也可以在高溫或低溫下進(jìn)行。如在高溫或低溫下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)從ISO23529列舉的溫度值中選擇。已知對(duì)濕度較為敏感的材料，試驗(yàn)應(yīng)在ISO23529規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室條件(溫度和濕度)下進(jìn)行。施加在試樣上的電壓范圍為1V～1000V。應(yīng)根據(jù)測(cè)試試樣的電阻率和電流表的額定電流選擇合適的試驗(yàn)電壓。試樣的耗散功率不能超過(guò)0.1W,以使熱效應(yīng)降到最低。建議選用的電壓為1V、10V、100V、500V和1000V。合適的測(cè)試條件詳見(jiàn)附錄B。量。假設(shè)發(fā)熱區(qū)橡膠的質(zhì)量和比熱分別為3g和2000J/(kg·K),并且所有產(chǎn)生的熱量都會(huì)升高試樣的溫10試驗(yàn)程序測(cè)量電極尺寸和間隙g的寬度，精確到0.05mm。放置電極時(shí)應(yīng)確保整個(gè)電極區(qū)域與試樣緊密接觸，注意不要用力過(guò)度，因?yàn)樵嚇拥淖冃慰赡軐?duì)測(cè)試結(jié)果造成影響。當(dāng)使用導(dǎo)電涂料電極時(shí)，應(yīng)確保涂層沒(méi)有遭到破壞，并與試樣沒(méi)有分離。連接電極、電流測(cè)量裝置和電源，如圖2或圖3所示，分別用于體積電阻率和表面電阻率的測(cè)量。短路被保護(hù)電極和不保護(hù)電極，如圖2和圖3所示，以消除試樣上和試樣內(nèi)的任何殘余電荷。此操作應(yīng)在調(diào)節(jié)后的試樣上進(jìn)行，對(duì)于電阻率高于10?Ω·m的材料，應(yīng)采取足夠的放電時(shí)間。根據(jù)需要重新連接電極測(cè)量體積電阻率或表面電阻率，然后施加指定的電壓。施加電壓1min后測(cè)量被保護(hù)電極和不保護(hù)電極之間的電流。再次測(cè)量同一個(gè)試樣時(shí)，需要重復(fù)放電的步驟。11結(jié)果的表述11.1體積電阻率按照公式(1)計(jì)算體積電阻率：…………pv——體積電阻率，單位為歐姆·米(Ω·m);A——被保護(hù)電極的有效面積，單位為平方米(m2);h—測(cè)試試樣的厚度，單位為米(m);7GB/T40719—2021/ISO14Ry——體積電阻值，單位為歐姆(Ω);V——測(cè)試電壓，單位為伏特(V);Iy——施加電壓1min后測(cè)量的直流電流值，單位為安培(A)。主電極的有效面積由D?+Bg計(jì)算(詳見(jiàn)附錄D)。對(duì)于大多數(shù)情況，典型電極系統(tǒng)為5.4.2,且試樣厚度首選最薄的(g=5,h=1),校正直徑可取為D?+0.9。當(dāng)D?=50時(shí)，有效直徑比實(shí)際直徑大1.8%左右，對(duì)于較厚的試樣(g=5,h=2),有效直徑增加到比實(shí)際直徑大3.4%左右。11.2表面電阻率按照公式(2)計(jì)算表面電阻率： 式中：ps——表面電阻率，單位為歐姆(Ω);D?——環(huán)形電極的內(nèi)徑，單位為米(m);D?——被保護(hù)電極的直徑，單位為米(m);Rs——表面電阻值，單位為歐姆(Ω);V——測(cè)試電壓，單位為伏特(V);I?！┘与妷?min后測(cè)量的直流電流值，單位為安培(A)。12試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)樣品說(shuō)明：1)樣品及其來(lái)源的詳細(xì)描述；2)試樣的制備方法，例如模壓或裁切；b)本文件編號(hào)；c)試驗(yàn)的詳細(xì)信息：1)實(shí)驗(yàn)室溫度；2)試驗(yàn)前試樣環(huán)境調(diào)節(jié)的時(shí)間、溫度和相對(duì)濕度；3)試驗(yàn)的溫度和相對(duì)濕度(如果與調(diào)節(jié)試樣的溫度和相對(duì)濕度不同);4)所使用電極的尺寸和材質(zhì)；5)施加在試樣上的電壓；6)非本文件規(guī)定的任何操作步驟的詳細(xì)說(shuō)明；d)試驗(yàn)結(jié)果：1)每個(gè)試樣體積電阻率和/或表面電阻率的單個(gè)測(cè)量結(jié)果；2)體積電阻率和/或表面電阻率測(cè)量結(jié)果的中值；e)試驗(yàn)的日期。8GB/T40719—2021/ISO14309:2019(資料性)適用的電極材料特性在表A.1中給出。材料特性使用須知金屬不銹鋼是作為電極的典型材料。一種市售的電極系統(tǒng)是電密封盒的形式，其中3個(gè)電極固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并由一個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)改變接觸壓力。此外，電極也可以是金屬箔的形式與試樣的接觸是通過(guò)在電極上加壓來(lái)確保的，但過(guò)高的壓力可能會(huì)改變被測(cè)電阻。通常，與金屬電極的接觸需要通過(guò)涂抹一薄層導(dǎo)電材料來(lái)改善，如導(dǎo)電涂料或?qū)щ娭瑢?dǎo)電涂料將導(dǎo)電銀漆的薄膜或膠體石墨懸浮液涂在試樣上并讓其干燥。這樣做的優(yōu)勢(shì)在于，即使在粗糙的表面上也能進(jìn)行足夠緊密的接觸如果試樣表面因噴霜或滲出而受到污染，則應(yīng)在涂漆前將其清洗干凈。測(cè)試應(yīng)在涂漆后相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，以避免涂層脫落或電極與試樣表面之間噴霜或滲出導(dǎo)電橡膠該電極是由導(dǎo)電彈性體板制成這種電極需要相當(dāng)大的壓力才能進(jìn)行緊密接觸，因此更適合于剛性材料的測(cè)試。由于導(dǎo)電橡膠的體積電阻率通常在1Ω·m～10Ω·m之間，彈性電極僅適用于體積電阻率相對(duì)較高的材料，通常超過(guò)10?Ω·m9GB/T40719—2021/ISO14309:2019(資料性)測(cè)試條件的適用范圍B.1總則有必要將施加的電壓調(diào)整到適合于試樣電阻的電平，這對(duì)于防止由于試樣中過(guò)多的功率耗散而引起的異常發(fā)熱是很重要的。電流測(cè)量裝置具有與被測(cè)電流電平相適應(yīng)的靈敏度也是很重要的。B.2測(cè)試的適用范圍B.2.1通則圖B.1中的陰影區(qū)域顯示了適用直徑50mm的保護(hù)電極和2mm厚的試樣可以進(jìn)行測(cè)試的范圍。體積電阻率pv為0.98Rv,施加的電壓從1V~1000V,可測(cè)量的體積電阻率范圍受到使用檢測(cè)下限在0.01pA～100mA的電流測(cè)量裝置以及將試樣的耗散功率保持在0.1W以下的限制。B.2.2可測(cè)量的最小和最大體積電阻率使用1V的最小施加電壓，并將試樣中的耗散功率W限制在0.1W以下，可以測(cè)量的最小電阻為10Ω(R=V2/W=12/0.1=10)。因此，使用B.2.1中給出的電極和試樣尺寸可以測(cè)量的最小體積電阻B.2.2.2可測(cè)量的最大體積電阻當(dāng)測(cè)量電阻相對(duì)較高的試樣時(shí)，商用電流表或安培計(jì)可以很容易地測(cè)量到0.01pA的電流。當(dāng)施加電壓設(shè)置為最大1000V時(shí)，可測(cè)量的最大電阻為1000V/0.01pA,即10l7Ω。因此，可測(cè)量的最大GB/T40719—2021/ISO14309:2019X——施加電壓V,單位伏特(V);5——耗散功率保持在0.01W以下的檢測(cè)限；圖B.1測(cè)試條件的適用范圍GB/T40719—2021/ISO14309:2019(規(guī)范性)C.1核查“驗(yàn)收”狀態(tài)下進(jìn)行的，還是在有異?；蚬收暇S修后進(jìn)行的。應(yīng)確認(rèn)試驗(yàn)設(shè)備能夠達(dá)到正常的預(yù)期目的，包括規(guī)定的所有參數(shù)和不需要正式校準(zhǔn)的參數(shù)。如果C.2時(shí)間表設(shè)備的確認(rèn)/校準(zhǔn)是本文件的強(qiáng)制性部分。除非另有規(guī)定，否則校準(zhǔn)頻率和使用程序由各實(shí)驗(yàn)室以ISO18899:2013為指導(dǎo)自行決定。表C.1列出了本試驗(yàn)方法中涉及的所有參數(shù)，包括規(guī)定的要求。(這些)參數(shù)和要求涉及主要的試對(duì)于每項(xiàng)參數(shù)，校準(zhǔn)程序由ISO18899:2013、其他出版物或?qū)ｉT(mén)針對(duì)該試驗(yàn)方法的詳細(xì)程序給出(如有比ISO18899:2013更詳細(xì)的校準(zhǔn)程序，則應(yīng)優(yōu)先采用)。N僅需初始校準(zhǔn)；SISO18899:2013中指定的校準(zhǔn)時(shí)間間隔。表C.1校準(zhǔn)時(shí)間表參數(shù)要求在ISO18899:2013中的章節(jié)校準(zhǔn)頻率指南備注電壓(1V～1000V)S電流(0.01pA～100mA)S主電極D?的尺寸至少為試樣厚度h的十倍N電極尺寸和間隙g的寬度測(cè)量應(yīng)精確到0.05mm主電極和環(huán)形電極間的間隙g至少為試樣厚度h的兩倍環(huán)形電極的寬度大于試樣厚度h對(duì)置電極D?的尺寸大于環(huán)形電極的外徑D?除表C.1中所列的參數(shù)，以下所列參數(shù)也需要按ISO18899:2013進(jìn)行校準(zhǔn)：——用于監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)和測(cè)試溫度的溫度計(jì)；——用于監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)和測(cè)試濕度的濕度計(jì)；——用于測(cè)量試樣和電極尺寸的設(shè)備。(資料性)被保護(hù)電極的有效面積D.1總則在本文件中，直接測(cè)量的量是試樣的電阻，然后通過(guò)對(duì)被保護(hù)電極有效面積A的量的適當(dāng)計(jì)算將其轉(zhuǎn)換成電阻率。由于測(cè)量電極邊緣的電場(chǎng)增加，這個(gè)A總是大于它的幾何面積，這被稱為邊緣效應(yīng)。D.2考慮邊緣效應(yīng)的被保護(hù)電極有效面積在實(shí)踐中，假設(shè)邊緣有效地將被保護(hù)電極的半徑擴(kuò)展了間隙寬度的一半g/2。在現(xiàn)實(shí)中，邊緣效應(yīng)并不是很大，有效邊際寬度小于g/2,可以由公式(D.1)370估算出?！?D.1)其中…………(D.2)按照?qǐng)D1測(cè)量g和h的尺寸；…………(D.3)其中，B是決定被保護(hù)電極邊緣面積增加的系數(shù)，由公式(D.4)表示：…………(D.4)因此，根據(jù)公式(D.5)計(jì)算考慮被保護(hù)電極有效面積的體積電阻率pv:…………(D.5)表D.1中展示了由g和h得到的B的典型值。表D.1由公式(D.4)得出的B值試樣厚度h間隙寬度gBGB/T40719—2021/ISO14309:2019表D.1由公式(D.4)得出的B值(續(xù))試樣厚度h間隙寬度gB圖D.1B因子與g/h(間隙寬度/試樣厚度)的比值[1]ISO1853Conductinganddissipativerubbers,vulcanizedorthermoplastic—Measurementofresistivity[2]IEC62631-3-1:2016Dielectricandresistivepropertiesofsolidinsulatingmaterials—Part3-1:Determinationofresistiveproperties(DCmethods)—Volumere