Зразки твердих матеріалів та електроди до них

Визначення , , і твердих електроізоляційних матеріалів (крім плівок) проводять на плоских (круг, квадрат) або трубчастих зразках; визначити можна і на стержневих зразках. Діаметр плоского круглого зразка (або сторону квадратного) вибирають в межах 25 – 150 мм, довжину трубчастого – 100 – 300 мм. У випадку використання стержневого зразка, його довжина повинна складати 50 – 100 мм. Плоскі і трубчасті зразки мають товщину стінки 0,5 – 2 мм. Товщину досліджуваних зразків визначають як середне арифметичне вимірів у п´яти точках в місці розміщення вимірювального електрода. Похибка вимірювання товщини не повинна перевищувати ±1%. Різниця товщин зразка в різних місцях не повинна перевищувати 2% при товщинах, більших 0,5 мм, і 5% – при менших.

Кількість зразків даного матеріалу повинна бути не менше трьох. Зразки мають бути непокоробленими без тріщин, сколів, вм´ятин, задирок і забруднень. Поверхні зразків після механічної обробки повинні бути гладенькими, без вибоїн і подряпин.

Електроди для випробувань твердих діелектриків повинні відповідати таким вимогам:

1. Електроди повинні мати високу провідність і забезпечувати хороший електричний контакт по всій поверхні дотику із зразком без повітряних проміжків між ними.

2. В умовах випробувань електрод не повинен впливати на досліджуваний зразок (деформувати його, чинити хімічний вплив).

3. Електрод не повинен змінювати свою форму і розміри, не плавитися, не окислятися і т. п.

4. Електрод повинен легко наноситися на зразок і бути зручним при дослідженнях.

Для досліджень стандартом дозволяється застосовувати електроди: масивні металеві, із фольги, осаджені методом впалювання чи напилення, графітові. Масивні металеві електроди застосовують при вимірюваннях об´ємного опору ; поверхневого – ; внутрішнього – та опору ділянки ізоляції . Електроди виготовляють із неіржавіючої сталі, міді та латуні. Робочі поверхні масивних електродів повинні бути рівними. Щільний контакт з матеріалом зразка досягається притисканням під тиском 10 кПа.

Фольгові електроди вирізають із олов´яної або алюмінієвої відпаленої фольги товщиною 5 – 20 мкм; їх застосовують при вимірюванні і . Фольгові електроди можна з´єднувати із зразком трьома способами:

1. Притирається електрод до поверхні зразка за допомогою мастила (вазелін, трансформаторне або кремнійорганічне масло). Товщина шару мастила не повинна перевищувати 1 мкм. Ці електроди можна застосовувати для всіх твердих матеріалів, на які не діють вказані масла.

2. Припресовка з нагрівом – використовується для пластмас і плівок.

3. Фольгові електроди притискаються до поверхні зразка під тиском 10 кПа через гуму. Такі електроди застосовують для плоских листових матеріалів. Фольга в цьому випадку закріплюється на шарі гуми за допомогою спеціального тримача.

Електроди із осаджених матеріалів у вигляді плівок можуть бути виготовлені із срібла, золота, платини, міді або алюмінію. Відомий ряд методів нанесення таких плівок. Методом впалювання наносяться електроди із срібла. Для цього використовують спеціальну пасту, яка складається із вуглекислого срібла, плавня (вуглекислий бісмут та інші) і органічної зв´язки (розчин каніфолі в скипидарі). Пасту наносять на зразок за допомогою пензлика відповідно до форми і розмірів електродів. Зразок з нанесеною пастою висушують, а потім поміщують у муфельну піч. При нагріванні до кількох сотень градусів відбувається видалення органічніх компонентів, розкладання вуглекислого срібла і виділення металевого срібла у вигляді плівки, що міцно тримається зразка. Методом вакуумного напилення можна наносити електроди із платини, золота, срібла, міді та алюмінію.

Графітові електроди можна одержати за допомогою графітової суспензії на лаці (епоксидному, шеллачному і т. п.) або графітового порошку.

Графітолакова суспензія наноситься на зразок або пензлем, або пульверизатором через трафарет; для трафаретів може використовуватися щільний папір. Опір електрода із лакографіта не повинен перевищувати 100 Ом.

Електричний контакт з електродами із фольги, срібної пасти чи графіту здійснюється за допомогою масивних електродів із сталі, латуні чи міді, що мають форму і розміри (в плані) електродів, нанесених у вигляді плівок. У випадку застосування срібної пасти або розпиленого металу допускається безпосереднє припаювання проводу до електроду.

Розміри стандартних масивних електродів (рис.4) при визначенні питомого об´ємного і питомого поверхневого опорів для плоских зразків дано в таблиці 1.

Зазор між вимірювальним і охоронним електродами повинен бути 2 мм; ширина охоронного електрода повинна бути не менше подвійної товщини зразка і в будь-якому випадку не менше 10 мм.

Таблиця 1.

, мм	, мм	, не менше, мм	, не менше, мм
100	104	124	125
75	79	99	100
50	54	74	75
25	29	49	50
10	14	34	35