Удельное электросопротивление: Удельное электрическое сопротивление проводника

alexxlab

Содержание

Удельное электрическое сопротивление грунта: определение вида исследования

Определение удельного электросопротивления грунтов – это один из ключевых видов исследований, который является элементом комплексных геологических изысканий и позволяет характеризовать способность исследуемого грунта препятствовать прохождению электротока.

Измерение уровня удельного электросопротивления грунтов необходимо для:

  1. Определения степени вероятности возникновения опасных техногенных процессов (например, коррозии).
  2. Уточнения параметров расчета и проектирования заземляющих устройств (например, при прокладке трубопровода).
  3. Установления соответствия основной электрической характеристики конкретного грунта установленным нормам (сопротивление растеканию электротока с заземлителя).

Что включается в себя процесс исследования

Удельное электрическое сопротивление измеряется по специальной методике, учитывая заданный интервал. В некоторых случаях, при значительном превышении уровня грунтовых вод глубины закладки фундамента, проба должна иметь гораздо меньший объем.

В лабораторных условиях удельное электросопротивление рассчитывается по специальным формулам, а полученные в результате расчетов данные вписываются в протокол исследования. Для получения развернутых и детальных сведений о геологии исследуемого участка должно провести весь комплекс исследовательских работ как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Геология участков бывает чрезвычайно сложной, вплоть до непредсказуемости. Качественное проведение всех необходимых мероприятий по исследованию свойств грунтов и характеристик природных вод возможно лишь с привлечением профессионалов, имеющих в своем арсенале специальное оборудование.

Чтобы предотвратить возникновение неприятных последствий в виде смещений, подтоплений или даже разрушений строений, необходимо со всей ответственностью подходить к расчетам фундамента и разработке проекта строительства, в том числе учитывая показатели удельного электрического сопротивления грунтов.

Удельное электросопротивление полупроводника

Удельное электросопротивление полупроводника

Удельное электросопротивление (сопротивление) полупроводника является одним из его основных электрофизических параметров и рассчитывается по формуле

, Ом·м.                                                 (3.14)

Удельное сопротивление электронного полупроводника в области рабочих температур, для которых n~Nd, рассчитывается по формуле

.                                        (3.15а)

Удельное сопротивление дырочного полупроводника в области рабочих температур, для которых p~Na, рассчитывается по формуле

.                                     (3.16б)

Таким образом, удельное сопротивление полупроводника уменьшается с ростом концентрации легирующих примесей (рис. 3.5).

Влияние напряженности электрического поля

на электро­про­вод­­­­ность и пробой полупроводников

Общий вид зависимости эле­­к­­т­­­ро­­­про­во­д­­ности полупроводника s от напряженности вне­ш­­­него эле­к­т­ри­­­ческого поля Е, построенной в координатах lns=f(Е), изо­­­б­ра­жен на рис. 3.6.

Из этого рисунка следует,  что на кри­вой  ln s=f(Е) ус­­ловно можно вы­­­де­лить четыре участка.

Участок 1 со­от­ве­т­ст­ву­ет области сла­бых электрических полей (

E<106 В/м), при которых плот­­ность то­ка j прямо про­по­р­циональна на­пря­жен­ности эле­к­три­­ческого по­ля Е в по­лу­про­вод­ни­ке. Поэтому на участке 1 вы­пол­ня­ет­ся закон Ома, который в диф­фе­ре­н­ци­­а­ль­ной форме за­писывается в виде j=sE.

 

Участ­ки 2, 3 и 4 на рис. 3.6 соответствуют области силь­ных эле­кт­ри­чес­ких полей (E>106 В/м), при которых нару­шается про­пор­ци­о­наль­ность между плотностью тока в полупроводнике и напряженностью внешнего электрического поля

Е за счет поя­в­ле­­­­ния избыточных носителей заряда, что ведет к ро­с­ту уде­ль­­ной про­водимости.

Причина здесь за­ключается в том, что в си­ль­ном внеш­нем элек­т­ри­ческом по­ле наблюдается иск­рив­ле­ние (на­к­лон) границ энергетичес­ких зон на зонной диаграмме по­лу­­про­во­д­ника, как это показано на рис. 3.7.

Наклон энер­ге­­ти­чес­ких зон происхо­дит благодаря тому, что в эле­к­т­ри­­ческом по­­ле эле­ктрон приобретает дополнительную потенциальную энергию qU=-qEx, за­ви­ся­щую от координаты х (рис. 3.7, а).

Двигаясь навстречу на­п­­равлению электрического по­ля, эле­к­т­рон меняет свою ко­ор­ди­на­ту х и энергию W, пе­ре­хо­дя в зоне с од­ного уровня на другой. На­­копленную энергию эле­­к­т­рон может по­терять при рассеянии, вер­­нувшись на более низ­кий энер­­­ге­ти­чес­кий уровень.

Электропроводность полупроводника на участке 2 (со­от­вет­ст­ву­­ющего напряженности электрического поля Е=106…107 В/м) уве­­личивается в результате роста концентрации носителей за счет про­­цесса термо­элек­т­­рон­ной ио­ни­зации. Впервые механизм тер­мо­­элек­трон­ной ио­ни­за­ции был рас­смотрен Я.И. Френкелем. Сущ­ность этого ме­ха­низма (на примере по­лу­про­­водника с элек­трон­ной про­во­ди­мо­стью) заключается в том, что вследствие наклона границ эне­р­­ге­ти­чес­ких зон  энергия ио­ни­за­­ции донор­ного уров­ня D

Wd снижается и становится равной =DWd-dW, где , a — постоянная. В результате уве­ли­­­чивается концентрация эле­ктронов  в зоне проводимости по­лу­­проводника. Концентрация носителей в зоне про­­во­ди­мости электрон­но­го полупроводника определяется вы­ра­же­­нием, аналогичным (2.21):

,              (3.17)

где .

Подставляя в формулу (3.17) значение dW, получим вы­ра­же­ние для концентрации носителей заряда  в полупроводнике, по­ме­­­щенном в сильное электрическое поле, в виде

,                                       (3. 18)

где b=a/2kТ.

Рост электропроводности полупроводника на участке 3 за­ви­си­мости ln s=f(Е) на рис. 3.6 (соответствующем диапазону напряжен­нос­­тей элек­трических полей Е=107…108 В/м) определяется двумя про­­цес­са­ми, связанными с еще большим наклоном границ эне­р­ге­­ти­чес­ких зон и приводящими к пробою полупроводника.

1. В полупроводнике наблюдается про­цесс электро­ста­­тической ионизации, связанный с тун­не­ли­ро­ва­ни­ем эле­к­тро­нов через узкий потенциальный барьер Dx0,01 мкм меж­ду кра­я­ми энергетических зон. Этот барьер появляется в результате на­клона энер­гетических зон под действием силь­­ного эле­ктри­чес­ко­го по­ля Е (рис. 3.7, б). При тун­нели­ро­ва­нии, являю­щем­ся кван­тово­­ме­ха­ни­ческим эффектом, электроны просачиваются сквозь уз­кий по­тен­­­циальный барьер без изменения эне­р­­­­гии, спо­­соб­­ст­вуя уве­­ли­че­нию концентрации носителей заряда как в зоне про­во­­­­ди­­мости, так и в ва­лент­ной зоне.

Развитие процесса электро­ста­ти­чес­кой ио­низации ве­дет к туннельному пробою полупроводника. Тун­­нель­ный про­бой является обратимым процессом и после вы­клю­­че­­ния эле­кт­ри­чес­кого поля свойства полупроводника вос­ста­на­в­ли­ва­­ют­ся.

2. Процесс ударной ионизации, при котором электроны и дырки ускоряются на длине сво­бо­д­но­го про­бега в сильном элект­ри­чес­ком поле до энергии, спо­со­б­ной ио­ни­зировать атом примеси или основной атом по­лу­про­во­д­ни­ка, то есть разорвать одну из ковалентных связей. Процесс удар­ной ио­­низации приобретает ла­вин­ный характер и со­про­вож­да­ется раз­­­мно­же­ни­ем носителей за­ря­да, поскольку вновь соз­да­ва­емые эле­­­ктроны и дырки также ус­ко­ря­ют­ся электрическим по­лем. При этом значение тока в полупроводнике увеличивается со­г­ласно со­от­­ношению

I=MIo, где Io— значение тока в полу­про­вод­ни­­ке при ма­лых на­пря­женностях электрического поля, M — коэф­фи­­ци­ент удар­ной ио­ни­зации  (чис­­ло электронно-дырочных пар, образуе­мых носителем за­ря­да на еди­нице пути).
Развитие процесса ударной ионизации при­во­дит к так на­зы­ва­е­мому лавинному пробою полупроводника. Ла­вин­ный пробой, так же, как и туннельный, яв­ля­ется обра­ти­мым про­цес­сом.

На участке 4 кривой рис. 3. 6, со­ответствующем на­пря­женности при­ло­жен­ного эле­ктрического поля E>108 В/м, про­­ис­­ходит тепловой эле­­ктри­чес­кий пробой, при­водящий к раз­ру­ше­нию материала по­лу­­­про­во­д­ни­ка. Процесс пробоя связан с воз­­ник­­­но­вением лавины но­­си­те­лей заряда за счет туннелирования или удар­­ной ио­ни­за­ции, сопровождаю­щи­ми­ся резким по­вы­ше­­­ни­­ем про­­­­­­водимости в шнуре во­­з­ни­ка­ю­щего тока. Это при­во­дит к вы­­­­де­­­­­лению большого ко­ли­че­­с­т­ва тепла и разрушению по­лу­­­­­про­во­д­­­ни­­­кового материала или полупроводникового при­бо­ра.

Процессы электростатической и удар­ной ионизации в об­рат­но-смещенном p-n переходе лежат в ос­но­­ве принципа дей­ст­вия по­­лу­про­во­д­ни­ко­вых стабилизаторов на­пряжения — ста­­би­ли­т­ро­нов.

Стабилитрон представляет собой по­лу­­про­­вод­ни­ко­вый ди­од с высоким со­п­ро­­ти­в­ле­нием базы. При подаче на такой ди­­од об­­­ра­тного напряжения смещения ве­­ли­чи­ной 3…9 В элект­ро­про­во­д­ность ди­ода всле­дствие тун­нель­но­го и ла­ви­н­­­­ного пробоя фи­к­си­ру­­ется на уров­не при­ло­женного на­­пря­­же­ния сме­ще­ния и не зависит от ве­ли­­чи­ны то­ка че­рез ста­би­ли­т­рон. Ти­пи­ч­ный график об­­­рат­ной ветви ВАХ  ста­би­ли­­трона по­ка­зан на рис. 3.8. Гра­ни­ч­­­ное значение про­би­в­­ного на­­пря­жения зависит от це­лого ряда вза­имо­связанных факторов (ширины запрещенной зо­ны, уровня ле­гирования

n— и p-областей полупроводника и пр.).

 

КРЕМНИЙ Электросопротивление удельное — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электрическое сопротивление стали можно повысить легированием недефицитным кремнием. Растворяясь в железе, он образует легированный твердый раствор. Один процент кремния повышает удельное электросопротивление на 0,12 мкОм-м.
При отжиге кремний способствует росту кристаллов и тем самым несколько уменьшает Не-  [c.532]

Наиболее широкое распространение в качестве магнитно-мягких материалов, работающих в полях промышленной частоты (низкочастотные поля), получили кремнийсодержащие (электротехнические) стали. Основное назначение кремния — увеличение удельного электросопротивления стали, и, следовательно, сокращение потерь при перемагничивании. Дальнейшее уменьшение тепловых  [c.128]


Влияние кремния на удельное электрическое сопротивление электротехнической стали показано на рис. 13.2 (сравнение с рис. 1.56 показывает влияние фазовых равновесий). Резкое возрастание удельного электросопротивления сопровождается значительным уменьшением потерь на вихревые токи в этом материале (рис. 13.3).  [c.585]

Для того чтобы выяснить, почему электротехническую сталь легируют кремнием, а не каким-либо другим элементом, необходимо рассмотреть влияние содержания различных элементов, образующих с железом твердый раствор, на константы магнитной кристаллической анизотропии /С и магнитострикции (от этих величин зависят потери на гистерезис), величину намагниченности насыщения (электротехническая сталь должна иметь возможно более высокую индукцию) и величину удельного электросопротивления (эта характеристика определяет потери на токи Фуко). Изменение указанных характеристик в зависимости от содержания легирующего элемента приведено на рис. 98—101. На магнитную проницаемость и потери на гистерезис в большей степени  [c.139]

При постоянном содержании углерода электросопротивление чугуна возрастает с увеличением содержания кремния на каждый процент 81 удельное сопротивление увеличивается на (12-н 14) 10— ож-сж.  [c.11]

От электротехнической тонколистовой кремнистой стали требуется высокое удельное электросопротивление р (см. табл. 35), малые потери на гистерезис и вихревые токи, что экономически весьма выгодно. В этой стали важнейшим легирующим элементом является кремний. Образуя твердый раствор с железом, кремний резко увеличивает электросопротивление стали и тем самым понижает потери на вихревые токи. Одновременно кремний, являясь раскислителем, уменьшает содержание очень вредной примеси кислорода и понижает склонность железа к старению. Ограничивая -у-область на диаграммах состояния сплавов с железом, большая  [c. 417]

Снижение общих потерь при перемагничивании кремнистой стали определяется главным образом увеличением удельного электросопротивления стали, которое продолжает повышаться с увеличением содержания кремния в стали, но при этом сильно падает пластичность. Стали с содержанием кремния выше 4% хрупки, плохо прокатываются, что затрудняет получение тонколистового проката. Для уменьшения тепловых потерь сердечники из кремнистой стали используют в виде тонких ([c.532]


Некоторые марки чистого и легированного германия и кремния приведены в табл. 18.5. Первое число в марке указывает значение удельного электросопротивления, второе — диффузионную длину L.  [c.596]

Анализируя полученные зависимости, можно сделать некоторые выводы относительно процессов, протекающих при данных режимах обработки. Так, циклирование температуры в области 20 140 С при прочих равных условиях малоэффективно, так как диффузионные процессы в этом, диапазоне температур замедлены. Увеличение до 160 °С приводит к ощутимому распаду твердого раствора, что повышает Ов и незначительно снижает р. Очевидно, часть легирующих элементов, в данном случае кремния и магния, все-таки остается в твердом растворе. При расширении интервала циклирования с максимальной температурой в цикле до 180—200 °С процесс выделения начинается на более ранних стадиях, идет интенсивнее и сопровождается образованием мелкодисперсных фаз. После деформирования с вытяжкой, превышающей 5—6, явно начинаются процессы коагуляции выделившихся фаз, т. е. происходит так называемое перестаривание, когда и прочность, и удельное электросопротивление понижаются. Очевидно, некоторый вклад вносят и процессы Полигонизации.  [c.193]

При температуре выше 150°С наблюдается значительное уменьшение электросопротивления при содержании кремния 0,4% и более. Это уменьшение должно быть связано с выделением кремния, так как при этой температуре сплавы находятся в пересыщенном состоянии однако необходимо подчеркнуть, что еще не доказано образование скоплений кремния, обнаруживаемых по увеличению удельного электросопротивления, как это наблюдалось на других сплавах.  [c.163]

Степень анизотропии, т. е. отношение значений удельных электросопротивлений по осям с и а, находится в пределах 100—5000. Чем выше это отношение, тем более совершенно кристаллическое строение пирографита. Искажение решетки графита и увеличение числа неправильно ориентированных кристаллов ведут к уменьшению степени анизотропии. Это явление может вызываться как нарушением режима осаждения пироуглерода и пирографита, так и введением примесей, например бора и кремния [6, с. 74—79]. Увеличение примеси бора до 0,6% снижает коэффициент анизотропии с 870 до 118, причем электросопротивление снижается в направлении обеих осей. Однако по оси с оно уменьшается в 20 раз, а по оси а только в 2,5 раза. Число носителей тока увеличивается в том же интервале концентраций бора с 1,2 до 16-10 в 1 см . Аналогичное явление наблюдается и для кремния, добавка которого до 0,2% снижает коэффициент анизотропии до 80 [6, с. 74—79]. Изменение величины удельного электросопротивления пироуглерода в зависимости от температуры происходит по-разному. В направлении, параллельном оси с, оно изменяется от 5-10 при комнатной температуре до 2-10 ом-мм 1м при температуре 800° С, а при дальнейшем повышении температуры до 1500° С практически остается постоянным. В направлении оси а электросопротивление меняется более резко от 8 ом-мм 1м при комнатной температуре до 1,5 ом-мм 1м при температуре 1М0°С [2]. Удельное электросопротивление стеклоуглерода различных марок при комнатной температуре показано ниже,  [c.41]

На рис. 16 и 17—представлены величины удельного сопротивления карбида кремния в зависимости от давления, а на рис. 17 — в зависимости от зернистости. Электросопротивление полупроводников, как правило, снижается с повышением температуры, уменьшается под воздействием сильного электрического поля и увеличивается в магнитном поле [27].  [c.98]

Листовая электротехническая сталь является основным магнитномягким материалом массового потребления. Введением в состав этой стали кремния достигается повышение удельного электросопротивления, что вызывает снижение потерь на вихревые токи.  [c.326]

Первая цифра марки обозначает степень легирования стали кремнием, в соответствии с чем снижается плотность стали и возрастает ее удельное электросопротивление, как это показано в табл. 79.  [c.326]

Плотность и удельное электросопротивление электротехнической стали в зависимости от содержания кремния  [c.327]

Введение в состав пермаллоя примесей молибдена, хрома, кремния и марганца повышает его удельное электросопротивление. Примесь молибдена способствует также л  [c.329]


Теплоемкость, Согласно [21] сплав с 18,6 ат,% 51, приготовленный с использованием чистого кремния и-типа (электросопротивление 300 ом-см), в жидком состоянии при 794 и 563 °К (переохлажденный) имеет удельную теплоемкость, равную соответственно 7,90 и 8,38 кал/г-град. Удельная теплоемкость жидкого сплава в точке плавления выше, чем твердого, на 1,87, а при 563 К — на 2,12 кал/г-град. Сплав того же состава в аморфном состоянии имеет удельную теплоемкость на 0,2—0,4 кал/г-град больше, чем  [c.53]

Указать, как влияет кремний (при растворении в а-железе) на величину удельного электросопротивления, учитывая, что от этой характеристики трансформаторной стали зависят потери на вихревые токи.  [c.253]

Так, потери на гистерезис (4.12) зависят от величины коэрцитивной силы Яс, которая Должна быть невелика (для магнитомягких материалов Ясвихревые токи тем меньше, чем выше удельное электросопротивление материала р. С целью повышения электросопротивления используют легирование низкоуглеродистых сталей кремнием от. 0,5 до 4 %, однако возрастание удельного электросопротивления при легировании ограничено свой-  [c.580]

Листовая электротехническая сталь широко применяется в (различных электрических машинах и аппаратах, а также в измерительных приборах и т. д. Эта сталь имеет низкое содержание углерода при повышенном содержании кремния (от 0,5 до 4%). Как известно, кремний образует с железом твердые растворы, что приводит к сильному повышению удельного электросопротивления. В результате снижаются потери иа вихревые токи. Кроме того, повышается магнитная проницаемость в слабых № средних полях (рис. 3). Согласно ГОСТ 802—54, мари электротехнической тонколистовой стали имеют обозначения, приведенные в табл. 4. Главнейшие магнитные характеристики, принятые ГОСТ, приведены в табл. 5. Другие физические и механические свойства приведены в  [c.922]

Бор, являющийся ближайшим соседом углерода в периодической системе Менделеева и имеющий близкий по размеру атомный радиус, замещает атомы углерода в решетке графита. Несмотря на то, что в присутствии бора также происходит значительный рост кристаллитов, наличие в решетке графита атомов бора, являющихся примесными дефектами, приводит к уменьшению теплопроводности. Можно утверждать, что борирован-ный графит содержит дефектные монокристаллы. Подтверждением этого служат температурные зависимости удельного электросопротивления борированного графита (рис. 2). Графит, содержащий в исходной шихте тугоплавкие металлы и кремний, а также графит, не содержащий примесей, проявляют температурные зависимости удельного электросопротивления, характерные для искусственных графитов (уменьшение электросопротивления с повышением температуры и наличием минимума). Бо-рированный графит имеет зависимость удельного электросопротивления, характерную для монокристалла графита. Высокая абсолютная величина удельного электросопротивления борированного графита, несомненно, определяется дефектами, образованными атомами бора.  [c.72]

Важное значение имеет качество подготовки шихты перед восстановительной плавкой. Естественно, что окомкование или брикетирование измельченных окисла и восстановителя будет способствовать взаимодействию паров с конденсированной фазой. Указанная физическая подготовка шихты при выплавке кристаллического кремния позволит не только иметь высокое удельное электросопротивление шихты, но и заменить часть древесного угля менее дефицитным тонкоизмельченным углеродистым восстановителем.  [c.135]

Электросопротивление удельное 89 Кремний — Влияние на окалиностой-  [c.434]

Удельное электрическое сопротивление (электросопротивление) стали возрастает с повышением содержания кремния. Среднее удельное электросопротивление слаболегированной стали 0,25 (Ом-мм )/м, среднелегированной стали — 0,40 (Ом-мм )/м, повышеннолегированной стали — 0,50 (Ом-мм )/м, высоколегированной стали — 0,60 (Ом-мм )/м.  [c.261]

Увеличение содержания углерода и кремния в сером чуг)ше повышает его удельное электросопротивление и снижает электропроводность. Для комплексной оценки влияния углерода и кремния на удельное электросопротивление (Ом-м) серого чугуца можно воспользоваться зависимостью на рис. 3.2.9 или корреляционным соотношением  [c.459]

Удельное электросопротивление стали с низким содержанием кремния (2011, 2111) составляет 0,14—0,17 мкОм-м, повышаясь до 0,4—0,бмк0м-м для высококремнистых сталей (2311, 2411).  [c.310]

Полупроводниковые материалы. В течение последних лет ведутся интенсивные поиски способов получения тончайших защитных пленок на поверхности полупроводниковых пластин и приборов. Теоретические расчеты показали, что такие пленки должны иметь высокое удельное электросопротивление, эффективную маскирующую способность и обеспечивать стабильность параметров полупроводниковых приборов. Проведенными в Институте опытами установлено, что методом осаждения стеклообразователей из раствора можно получить пленку стекла толщиной 0.1 —1.0 мк, которая обладает удельным электрическим сопротивлением 10 —10 ом-см, эффективной маскирующей способностью в процессе внедрения диффузантов, устойчивостью во влажной атмосфере, высокой термостойкостью, растворимостью в обычных травителях и характеризуется хорошей адгезией с использованием для фотолитографии резистом. Процесс получения пленок из раствора более производителен и осуществляется при более низкой температуре, чем процесс термического оплавления кремния. Метод получения пленок применяется при изготовлении приборов по планарной технологии.  [c.8]

Особенно резко выражено влияние температуры на электросопротивление бора его удельное электросопротивление при 27 » равно 775 000 ом. а с повышениемтемпературы оно снижается до 4 ом (при СОО ). Электросопротивление таких пааупроводников, как германии и кремний, а также сплавов, содержащих галлий, теллур и индий, не подчиняется обычным соотношениям электросопротивление селена изменяется в зависимости от степени освещенности. Все эти особенности делают такие металлы весьма папезными в самых различных областях применения.  [c.39]


Марка стали Содержание кремния, % Средний относительный вес, г1см Температура Кюри, °С Удельное электросопротивление, ом mm Im Коэффициент теплопроводности, кал см-сек-град Коэффициент линейного расширения, мм/мм град Коэрцитивная сила, э Коэффициент старения, % (не более) Примечание 1  [c.344]

Разбавленные сплавы А1 — Кривые изохрональных отжигов с интервалом 10°С для ряда разбавленных сплавов А1 — 81, закаленных с 550° С, приведены на рис. 11. Изменение удельного электросопротивления рассчитывалось из величин, полученных после закалки. Сразу же становится очевидно, что кремний сильно изменяет форму кривых отжига. Исходя из приведенных данных можно отметить следующее  [c.162]

Потери на гистерезис за один цикл перемагиичивания материала пропорциональны площади петли гистерезиса и в пределах До 100 гц прямо пропорциональны частоте магнитного поля. Потери иа токи Фуко зависят главным образом от удельного электросопротивления материала и его размеров- Чем больше удельное электросопротивление материала, тем меньше потери на токи Фуко, поэтому в электротехническую сталь или железо вводят кремний, образующий с железом твердый раствор, что приводит к сильному повышению электросопротивления, а следовательно, к снижению потерь на токи Фуко без зна-  [c.210]

В 1950 г. Эстерман [30] измерил величины удельных сопротивлений других образцов германия и кремния в области температур от 1,8 до 20° К- Температура измерялась специальными низкотемпературными термометрами. Образцы германия и кремния имели среднюю концентрацию примесей (— 2-10 центров/си для германия) и величину удельного сопротивления при комнатной температуре около 0,15 о.и-см. Значения электросопротивлений после нагревания их до комнатной температуры воспроизводились с точностью 0,1° К, и образцы имели большие температурные коэффициенты электросопротивления в гелиевой области температур.  [c.169]

Технически чистое железо обычно содержит небольшое количество примесей углерода, серы, марганца, кремния и других элементов, ухудшающих его магнитные свойства. Вследствие сравнительно низкого удельного электросопротивления технически чистое железо используется довольно редко, в основном для магнитопрово-дов постоянного магнитного потока.  [c.325]

Электросопротивление. Легирование золотом приводит к заметному воз-)астанию удельного электросопротивления кремния (13, 28]. Так, согласно 13] в результате диффузии золота при 1200— 1350° в вакууме 10 мм рт. ст. электросопротивление кремния повышалось от 14 до 10 ом-см, а при последующей термообработке (отжиг при 500—700° в течение 50—120 часов) снижалось до 30 ом-см.  [c.54]

Малое удельное электросопротивление железа р =гО,1 Ом-мм /м ограни-чипает его применение в мощных устройствах на переменном токе из-за роста потерь на вихревые токи с повышением частоты. Поэтому в переменных полях низкой частоты (примерно до 25 кГц) применяют электротехнические кремнистые стали, содержащие до 4,8% 51. Растворяясь в железе, кремний сильно искажает кристаллическую решетку и повышает электротехническое сопротивление. Например, при увеличени кремния до 4,8% сопротивление у сплава достигает 0,7 Ом мм м, т. е. увеличивается в 7 раз по сравнению с железом.  [c.345]

Большой практический интерес представляют некоторые электрические свойства сплавов Si—В. По данным [42], указанные сплавы с содержанием бора от 5 до 60 вес. %, полученные путем спекания на воздухе порошкообразных Si и В, имеют электросопротивление от 1 до 150 ом-см, которое зависит как от состава сплава, так и от условий спекания. Соединение SiB4 имеет электросопротивление 1,75 ом-см [37], а SiBe — 0,2 ом-см [29, 41, 45]. В работе [8] приводятся результаты измерения удельного электросопротивления сплавов Si—В, содержащих до 10 ат. % В при высоких температурах. Например, сплав кремния с 5 ат. % В имеет следующие значения электросопротивления мком см) 6,653 6,663 4,76 при 1100°, 1200° и 1300° соответственно. По мере увеличения содержания бора в кремнии от 0,1 до 10 ат. /о электросопротивление при 1300° уменьшается с 22,9 до 4,8 мком-см. Пирсон и Бардин [14] установили, что удельное электросопротивление спектрально чистого кремния уменьшается в 100 раз при растворении в нем 0,0005 вес. % В, а добавка 1,0 вес. %1 В уменьшает электросопротивление в 10 000 раз. Сообщается [46], что добавки к чистому кремнию небольших количеств бора (0,01—  [c.75]

Германий, применяемый в электронике, подразделяется на марки, отличаюн1иеся легирующими примесями, значениями удельного электросопротивления и диффузионной длины неосновных носителей заряда. Из германия производят диоды, транзисторы, фотодиоды и фоторезисторы, датчики Холла, линзы для приборов ИК-тех-ники, рентгеновской спектроскопии, детекторы ионизирующих излучений, термометры сопротивления, эксплуатируемые при температуре жидкого гелия. Рабочий диапазон температур для приборов на основе германия -60- -70 °С, что в 2 раза меньше, чем для кремния. Германиевые приборы нужно защищать от действия влажного воздуха.  [c.651]

Удельное сопротивление воды

Вода в природных водоемах пребывает в непрерывном взаимодействии с воздухом, минералами земной коры и представляет собой сложный раствор, обогащенный неорганическими веществами, растворенными газами и соединениями органической природы. Химический состав воды влияет на его основные физические показатели, по которым определяют пригодность воды для определенных технологических процессов, питьевого водоснабжения, хозяйственно-бытового использования. Удельное сопротивление воды, показывающее диэлектрические способности жидкости, — один из основных параметров, помогающих определить такой важный показатель качества воды как минерализация.

Сопротивление воды — что это такое

Электропроводность — это количественное выражение возможности проводить электрический ток водным раствором. Ее величина определяется общей концентрацией присутствующих в растворе диссоциированных ионов щелочей, солей и кислот. Солесодержание или общая концентрация всех диссоциированных анионов и катионов оценивается в пределах от сотых мг до десятков гр на кг. При этом полностью очищенная от примесей вода будет отличным диэлектриком.

Электрическое сопротивление воды — это величина, обратная электропроводимости. Удельное сопротивление воды находится в зависимости от суммарного солесодержания и температуры. Минеральную часть водного раствора составляют катионы магния, кальция, натрия, калия и сульфат, хлорид, карбонат-анионы. Концентрация этих ионов формирует электропроводность в воде любого источника. Остальные ионы, такие как марганец, железо, алюминий, фосфат и нитрат-анионы не оказывают заметного влияния на удельное электрическое сопротивление воды. Гидроксил-ионы и H+ в стандартных концентрационных пределах нахождения в природных источниках мало изменяют показатель солесодержания, как и растворенные газы.

Приблизительно оценить степень минерализации водного раствора можно путем измерения сопротивления воды. С помощью него вычисляют электрическую проводимость, значение которой для поверхностных вод стандартно находится в диапазоне от 40 до 9000 мкСм/см. Наполненность воды минералами значительно повышает ее электропроводимость, а очищенная вода плохо проводит электричество. Удельная электропроводность дистиллированной воды составляет всего 5 мкСм/см согласно ГОСТ 6709-72. При измерении удельного электрического сопротивления воды невозможно учесть присутствующие в растворе неионогенные органические соединения, нейтральные взвешенные частицы, газы.

Чему равно сопротивление воды

Электропроводность и обратное ей удельное сопротивление воды характеризуют минерализацию растворов только в количественном отношении, не по качественному составу присутствия катионов и анионов. Электрическая проводимость рассчитывается путем сопоставления ее с величиной сопротивления воды электротоку, пропускаемому через водный раствор.

L = 1 / R

В международной системе СИ электропроводность измеряется в мкСм/см или может быть выражено в Ом-1. Показатель электрического сопротивления воды в Ом остается постоянным в рамках 10% допустимой погрешности при присутствии в воде природных источников органических коллоидных и растворенных примесей до 150 мг/дм3 и взвешенных частиц до 500 мг/дм3. Предельное значение удельного сопротивления, равное 18,2 МОм•см при 20°С соответствует величине 0,055 мкСм/см электрической проводимости воды.

Измеряют в ходе исследования с помощью кондуктометра, какое электрическое сопротивление у воды. На основании эмпирических формул и заранее определенной величины удельной электропроводности откалиброванных растворов CaCl2 производят расчет проводимости тока водой. Результаты замеров электрического сопротивления дистиллированной воды и расчетов дают показатели электропроводности 2 — 5 мкСм/м, для атмосферных осадков 5 — 35 и выше мкСм/м, в пресных водах рек и озер в областях с повышенной загрязненностью воздуха значение электропроводимости воды достигает 25 — 85 мкСм/см.

От чего зависит электрическое сопротивление воды

Вода — универсальный растворитель. Способность растворять вещества и степень диссоциации молекул возрастает при нагревании. Проводимость тока водным раствором и сопротивление воды зависят от температуры. Прибавление к температуре особо чистой воды каждого °С увеличивает проводимость тока на 6%.

Расчетным путем найти соответствие между величиной удельного сопротивления воды и сухим остатком невозможно, поскольку в природных источниках ионы имеют разную электропроводность. Она находится в параллельной зависимости от температуры и минерализации раствора. Чтобы найти такую зависимость, нужно несколько раз в году экспериментальным путем устанавливать соотношение между этими величинами для каждого конкретного объекта. Для разных сезонов и географического расположения удельное электрическое сопротивление воды различно и варьируется от 5 до 300 Ом•м.

Практические измерения сопротивления и электрической проводимости воды приводятся к 20°С. В современных кондуктометрах функция пересчета происходит в автоматическом режиме. В целях получения максимально точных результатов и для уменьшения влияния температуры на результаты эксперимента параллельно с электрической проводимостью меряют температуру водного раствора.

При определении удельного электрического сопротивления воды с высоким содержанием взвешенных примесей, взвеси и коллоидные частицы могут осаждаться на измерительных электродах, образовывать пленку, увеличивающую электросопротивление и погрешность измерения. В таком случае необходимо проводить очистку электродов, а для повышения чистоты эксперимента использовать вспомогательные электроды.

Как измерить сопротивление воды

Деионизованная вода обладает большим удельным электрическим сопротивлением, уменьшающимся с повышением температуры. Любые растворенные соли повышают электропроводность воды. Когда вода содержит катионы и анионы разных солей одновременно, практически невозможно установить взаимосвязь между ее электрическим сопротивлением и солесодержанием. Такая возможность присутствует только при измерении удельного сопротивления деминерализованной воды, которая содержит только диссоциированные соли Na.

Для относительной оценки минерализации есть эмпирически высчитанное соотношение между удельной электропроводностью и общим содержанием солей в водном растворе:

L (мкСм/cм) = минерализация (мг/л) / 0,65

Суммарное количество солей в водном растворе можно найти делением величины электрической проводимости на корректирующий коэффициент. Его значение меняется в зависимости от вида вод в диапазоне 0,55 — 0,75.

Измерение удельного сопротивления воды и электропроводности проводят методом кондуктометрии при температуре воды 20°С. Принцип работы кондуктометра основан на прямой зависимости электропроводимости воды от концентрации диссоциированных в водном растворе электролитов. Через электроды попускают переменный ток частотой от 60 Гц в низко минерализованной воде до 1500 Гц в соленых растворах. Кондуктометр фиксирует значение электрического сопротивления воды. Современные приборы могут измерять электросопротивление и ультрачистой воды, и насыщенных солевых растворов с высокой электропроводимостью.

Можно использовать менее точные приборы, но простые и недорогостоящие. Для проведения замеров необходим прямоугольный сосуд с электроизоляцией, две пластины электродов из стали или меди, закрепленных на внутренних торцах емкости, зонды из проволоки 1 мм в диаметре, расположенные перпендикулярно плоскости электродов на небольшом удалении от них. Переменный ток подают на электродные пластины, замеряют его силу и изменение напряжения у зондов.

Способы повышения электрического сопротивления воды

Изменение электросопротивления воды в сторону повышения связано с применением способов профессиональной очистки при водоподготовке. Выбор метода обуславливает концентрация солей и цели предстоящего использования воды.

  • При суммарном солесодержании 2 — 20 мг/л рекомендуется применять ионообменный метод для увеличения сопротивления воды или технологию электродеионизации;
  • от 20 мг/л до 10 г/л — обратный осмос;
  • более 10 г/л — электродиализ.

Обратный осмос — эффективный и удобный в применении метод уменьшения электропроводности воды. Водный раствор проходит через полупроницаемые мембраны, оставляя на них практически все растворенные вещества. Обратноосмотические установки отличаются простотой обслуживания, хорошей производительностью и экономичностью.

Фильтрование ионообменным способом основано на направленном изменении ионного состава водного раствора путем пропускания его через мелкозернистые ионообменные материалы — иониты. Объединение в одном фильтре смешанного действия анионита и катионита оптимизирует показатели чистоты получаемого раствора.

Электродеионизационные установки незаменимы, когда нужно получить воду глубокой очистки, используя постоянное электрическое поле. В нем непрерывно протекают процессы электродиализа и ионного обмена, растворенные соли связываются и отводятся через селективную мембрану в концентрационные элементы. Под действием электрического тока диссоциированная вода одновременно восстанавливает обменную способность смол.

Чем полезно измерение сопротивления воды

Величина сопротивления и электропроводности воды помогает оценить степень солесодержания в воде и сравнить полученные значения с ГОСТ. Такие измерения могут быть предварительным шагом перед проведением анализа воды для подбора очистительных установок. Зная численное значение сопротивления, можно приблизительно оценить концентрацию солей и затраты на необходимую систему очистки. Если у вас уже стоит фильтрующая система, замер и расчет удельного сопротивления воды поможет оценить качество обессоливания и предупредить о необходимости замены или регенерации очистительных элементов.

Удельное электрическое сопротивление грунта | Отопление водоснабжение

ГрунтУдельное сопротивление, среднее значение (Ом*м)Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-000-015, Ом		Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-000-030, Ом		Сопротивление заземления для комплекта
ZZ-100-102, Ом
Асфальт200 — 3 20017 — 2779,4 — 1518,3 — 132
Базальт2 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Бентонит (сорт глины)2 — 100,17 — 0,870,09 — 0,470,08 — 0,41
Бетон40 — 1 0003,5 — 872 — 471,5 — 41
Вода  
Вода морская0,2000
Вода прудовая403,521,7
Вода равнинной реки5042,52
Вода грунтовая20 — 601,7 — 51 — 31 — 2,5
Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)  
Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом)500 — 1000——20 — 41
Вечномёрзлый грунт (суглинок)20 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Вечномёрзлый грунт (песок)50 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Глина  
Глина влажная201,710,8
Глина полутвёрдая60532,5
Гнейс разложившийся275241211,5
Гравий  
Гравий глинистый, неоднородный300261412,5
Гравий однородный800693833
Гранит1 100 — 22 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Гранитный гравий14 500Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Графитовая крошка0,1 — 2000
Дресва (мелкий щебень/крупный песок)5 500477260228
Зола, пепел403,521,7
Известняк (поверхность)100 — 10 0008,7 — 8684,7 — 4724,1 — 414
Известняк (внутри)5 — 4 0000,43 — 3470,24 — 1890,21 — 166
Ил302,61,51
Каменный уголь1501376
Кварц15 000Требуются специальные мероприятия (замена грунта)
Кокс2,50,20,10,1
Лёсс (желтозем)250221210
Мел60532,5
Мергель  
Мергель обычный1501476
Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц)50422
Песок  
Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами10 — 600,9 — 50,5 — 30,4 — 2,5
Песок, умеренно увлажненный60 — 1305 — 113 — 62,5 — 5,5
Песок влажный130 — 40010 — 356 — 195 — 17
Песок слегка влажный400 — 1 50035 — 13019 — 7117 — 62
Песок сухой1 500 — 4 200130 — 36471 — 19862 — 174
Супесь (супесок)1501376
Песчаник1 000874741
Садовая земля403,521,7
Солончак201,710,8
Суглинок  
Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами10 — 600,9 — 50,5 — 30,4 — 2,5
Суглинок полутвердый, лесовидный100954
Суглинок при температуре минус 5 С°150——6
Супесь (супесок)1501376
Сланец10 — 100   
Сланец графитовый5552,52,3
Супесь (супесок)1501376
Торф  
Торф при температуре 10°25211
Торф при температуре 0 С°5042,52
Чернозём60532,5
Щебень  
Щебень мокрый3 000260142124
Щебень сухой5 000434236207

О ВЛИЯНИИ РЕЖИМА ТЕРМООБРАБОТКИ НА УДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ РАСПЛАВА СТАЛИ 35ХГФ | Боровых

1. Островский О.А., Григорян В.А., Вишкарев А.Ф. Свойства металлических расплавов. – М.: Металлургия, 1988. – 304 с.

2. Fujita K., Ueda M., Ikeda M., Hayashi K. Monitoring of tempering behavior in Fe-C-Mn alloys by precise measurement of electrical resistivity (Conference Paper). THERMEC 2013; Las Vegas, NV; United States; 2 – 6 December 2013. 2014. Vol. 922. Р. 173 – 176.

3. Popel P.S., Chikova O.A., Matveev V.M. Metastable сolloidal states of liquid metallic solutions // High Temperature Materials and Processes. 1995. Vol. 14. Issue 4. P. 219 – 233.

4. Wang J., He S., Sun B. etc. Grain refinement of Al–Si alloy (A356) by melt thermal treatment // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 141. Issue 1. P. 29 – 34.

5. Calvo-Dahlborg M., Popel P.S., Kramer M.J. etc. Superheatdependent microstructure of molten Al–Si alloys of different compositions studied by small angle neutron scattering // Journal of Alloys and Compounds. 2013. Vol. 550. Р. 9 – 22.

6. Zu F.-Q. Temperature-induced liquid-liquid transition in metallic melts: a brief review on the new physical phenomenon // Metals. 2015. Vol. 5. Issue 1. P. 395 – 417.

7. Колотухин Э.В., Попель П.С., Цепелев В.С. Электросопротивление расплавов системы кобальт-бор и оценка масштаба их микронеоднородности // Расплавы. 1988. Т. 2. № 3. С. 25 – 29.

8. Кононенко В.И., Ражабов A.A., Рябина A.B. Вязкость и удельное электросопротивление расплавов системы Al-Li // Распла- вы. 2011. № 3. С. 30 – 33.

9. Li C., Du S., Zhao D. etc. Electrical resistivity feature of Cu–Sn– (Bi) alloy melts // Physics and Chemistry of Liquids. 2014. Vol. 52. Issue 1. P. 122 – 129.

10. Plevachuk Yu., Sklyarchuk V., Yakymovych A. etc. Electronic properties and viscosity of liquid Pb–Sn alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2005. Vol. 394. Issue 1 – 2. P. 63 – 68.

11. Wang M., Jia P., Li D., Geng H. Study on the microstructure and liquid–solid correlation of Al–Mg alloys // Physics and Chemistry of Liquids. 2016. Vol. 54. No. 4. P. 507 – 514.

12. Adams P.D., Leach J.S. Resistivity of Liquid Lead-Tin Alloys // Physical Review. 1967. Vol. 156. Issue 1. P. 178 – 183.

13. Журавлев С.Н., Островский О.А., Григорян В.А. Измерение электропроводности жидких металлов методом вихревых токов // Теплофизика высоких температур. 1982. Т. 20. № 4. С. 665 – 670.

14. Регель А.Р. Безэлектродный метод измерения электропроводности и возможность его применения для задач физико-химического анализа // Журнал неорганической химии. 1956. Т. 1. Вып. 6. С. 1271 – 1277.

15. Регель А.Р. Измерение электропроводности металлов во вращающем магнитном поле // Журнал физической химии. 1948. Т. 18. № 6. С. 1511 – 1520.

16. Регель А.Р., Глазов В.М. Периодический закон и физические свойства электронных расплавов. – М.: Наука, 1978. – 308 с.

17. Воронков В.В., Иванова И.И., Туровский Б.М. О применении метода вращающегося магнитного поля для измерения электропроводности расплавов // Магнитная гидродинамика. 1973. № 2. С. 147 – 149.

18. Рябина A.B., Кононенко В.И., Ражабов A.A. Безэлектродный метод измерения электросопротивления металлов в твердом и жидком состояниях и установка для его реализации // Расплавы. 2009. № 1. С. 34 – 42.

19. Мокровский Н.П., Регель А.Р. Электросoпротивление меди, никеля, кобальта, железа и марганца в твердом и жидком состояниях // Журнал технической физики. 1953. T. 23. № 12. С. 2121 – 2125.

20. Зиновьев В.Е. Кинетические свойства металлов при высоких температурах: Справочник. – М.: Металлургия, 1984. – 200 с.

21. Тягунов Г.В. и др. Измерение удельного электрического сопротивления методом вращающегося магнитного поля // Заводская лаборатория. 2003. № 2. Т. 69. С. 36 – 38.

22. Пат. 2457473 РФ. Способ измерения электрического сопротивления металлического расплава методом вращающегося магнитного поля / В.В. Конашков, А.М. Поводатор, В.В. Вьюхин, В.С. Цепелев // Бюл. изобретений. 2012. № 21.

23. Физико-химические методы исследования металлургических процессов / П.П. Арсентьев, В.В. Яковлев, М.Г. Крашенинников и др. – М.: Металлургия, 1988. – 511 с.

24. Глазов В.М., Вобст М., Тимошенко В.И. Методы исследования свойств жидких металлов и полупроводников. – М.: Металлургия. 1989. – 384 с.

25. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. – М.: МИСИС, 1999. – 408 с.

26. Стали и сплавы. Марочник: Справ. изд. / В.Г. Сорокин и др. / Под науч. ред. В.Г. Сорокина, М.А. Гервасьева. – М.: Интермет инжиниринг, 2001. – 608 с.

27. Тягунов А.Г., Барышев Е.Е., Цепелев B.C. и др. Удельное электросопротивление жидких жаропрочных сплавов // Расплавы. 1996. №. 6. С. 23 – 28.

28. Говорухин Л.В., Клименков Е.А., Баум Б.А. и др. Удельное электросопротивление сплавов железа с хромом и кислородом при высоких температурах // Украинский физический журнал. 1984. Т. 29. № 2. С. 291.

29. Тягунов А. Г., Костина Т. К., Барышев Е. Е., Тягунов Г. В. Влияние состояния расплава на структуру жаропрочных сплавов типа ЦНК // Вестник ЮУрГУ. Серия: Металлургия. 2013. № 1. С. 79 – 84.

30. Колотухин Э.В., Баум Б.А., Тягунов Г.В. и др. Электросопротивление и плотность жидких сплавов железа с бором // Изв. вуз. Черная металлургия. 1988. № 6. С. 68.

31. Ершов Г.С., Касаткин Л.А., Гаврилин И.В. Электросопротивление жидкого железа с разным содержанием примесей // Изв. АН СССР. Металлы. 1976. № 2. С. 98 – 100.

32. Журавлев С.Н., Островский О.И., Григорян В.А. Электросопротивление расплавов железа с углеродом бором и фосфором // Изв. вуз. Черная металлургия. 1982. № 11. С.152 – 155.

33. Транспортные свойства металлических и шлаковых расплавов: Справ. изд. / Б.М. Лепинских, А.А. Белоусов, С.Г. Бахвалов и др. / Под ред. Н.А. Ватолина. – М.: Металлургия, 1995. – 649 с.

34. Гельд П.В., Баум Б.А., Клименков Е.А. и др. Электросопротивление расплавов железо-углерод // ДАН СССР. 1980. Т. 254. № 2. С. 347 – 349.

35. Кудрявцева Е.Д., Довгопол С.П., Радовский И.З. и др. Влияние состава на электросопротивление жидких сплавов железа с хромом // Журнал физической химии. 1980. Т. 54. № 1. С. 145 – 149.

36. Кудрявцева Е.Д., Сингер В.В., Радовский И.З. и др. Электронная структура жидких сплавов железа с марганцем, хромом и ванадием // Изв. вуз. Физика. 1983. № 1. С. 55 – 58.

37. Lepikhin S.V., Stepanova N.N. Investigation of the Ni3 Al-Fe alloys by resistivity measurements and differential thermal analysis // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2013. Vol. 54. Issue 6. P. 475 – 479.

38. Гаврилин И.В. О механизме образования жидких чугунных сплавов и их наследственности // Литейное производство. 1999. № 2. С. 10 – 12.

39. Аникеев В.В., Зонненберг Н.Н. Взаимосвязь наследственности и качества стальных отливок // Литейное производство. 2010. № 6. С. 2 – 5.

40. Никитин В.И. Исследование применения наследственности структуры шихты для повышения качества отливок // Литейное производство. 1985. № 6. С. 20 – 21.

Особенности измерения удельного и поверхностного сопротивления четырехзондовым методом

Основные определения

Удельное электрическое сопротивление является фундаментальным параметром, который определяет способность материала препятствовать протеканию через него электрического тока. В отличие от широко известного электрического сопротивления, которое зависит от формы и площади поперечного сечения, удельное сопротивление не зависит от геометрических размеров, а характеризует исключительно электропроводящие свойства материала.

Ниже приведен закон Ома в классическом и дифференциальном видах:

где I — сила тока, U — напряжение, R — электрическое сопротивление, j ⃗ — вектор плотности тока, E ⃗ — вектор напряженности электрического поля, ρ — удельное электрическое сопротивление.

Вторая формула применима для бесконечно малого объема, а потому наиболее удобна, когда мы исследуем новые материалы (в том числе анизотропные), такие как графен, углеродные нанотрубки и т.д. Как видно, единственным параметром, который отвечает за свойства самого материала, здесь является удельное электрическое сопротивление. В случае работы с тонкими слоями в полупроводниковом производстве также вводится понятие поверхностного сопротивления, связь которого с удельным сопротивлением рассмотрена ниже.

Электрическое сопротивление однородного образца, представленного на РИС 1, определяется следующим образом:


где R — электрическое сопротивление [Ом], S — площадь поперечного сечения, d — толщина материала, w — ширина, l — длина.

Если мы возьмем квадрат поверхности материала, то есть l=w, то из выражения (3) получим соотношения для поверхностного сопротивления:


где R — поверхностное сопротивление [Ом/] (Ом на квадрат). Другими словами, поверхностное сопротивление представляет собой сопротивление квадратного участка поверхности материала толщиной d. Причем оно не зависит от величины сторон этого квадрата. Понятие поверхностного сопротивления также применимо и для неоднородно легированных слоев. С помощью данного параметра можно определить исходное качество материала, выявить проблемы технологического процесса при проведении межоперационного контроля отдельных слоев, а также осуществить выходной контроль качества материала.

Методы измерения

На сегодняшний день существуют два основных метода измерения поверхностного сопротивления:

  • четырехзондовый метод Кельвина;
  •  бесконтактный вихретоковый метод.

Вихретоковый метод предполагает взаимодействие образца с электромагнитным полем, которое формируется генератором (как правило, это индуктивная катушка). Возбуждаемые в образце вихревые токи в свою очередь создают электромагнитное поле, которое действует на индуктивную катушку, изменяя ее полное электрическое сопротивление (РИС 2). Таким образом можно определить поверхностное сопротивление образцов. Преимуществами данного метода являются отсутствие контакта с исследуемым образцом, высокая пропускная способность и высокое разрешение. В качестве недостатков можно отметить невысокую точность измерений (погрешность ~10 %) и малый диапазон измерения сопротивления — этот метод преимущественно используется для проводящих образцов.

Поэтому оборудование, построенное на данном принципе, применяется в основном для in-line контроля при больших объемах производства.

Четырехзондовый метод Кельвина предполагает использование специальной измерительной головы с четырьмя иглами (РИС 3). Через крайние иглы (1 и 4) течет измерительный ток, через иглы 2 и 3 выполняется измерение напряжения с образца. Все иглы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Данный метод позволяет значительно расширить диапазон измерения в область малых значений сопротивления за счет использования четырехпроводной схемы подключения и отсутствия падения напряжения на измерительных кабелях. Кроме того, он также может применяться для диэлектрических материалов с высоким значением сопротивления (~ МОм). Точность измерений данным методом может быть лучше ±1 %, а воспроизводимость ±0,1 %.

К основным недостаткам данного метода относятся:

  • наличие непосредственного контакта с образцом: иглы измерительной головы могут оставлять царапины или проколы измеряемого слоя;
  • нагрев образца вследствие протекания измерительного тока;
  • изменение расстояния между иглами измерительной головы вследствие её износа;
  • термо-ЭДС из-за неидеальности контактов и неоднородности образца.

Эти недостатки могут быть устранены с помощью некоторых методик, которые мы рассмотрим отдельно более подробно:

  • Повреждение образца можно минимизировать путем подбора механических параметров измерительной головы, таких как радиус закругления и усилие прижатия игл. К примеру, при измерении параметров кремниевых пластин оптимальным вариантом будет использование диаметра закругления игл 40 мкм, а усилия прижатия 200 г. Это связано с необходимостью создания надежного электрического контакта при наличии естественного слоя окисла. При проведении тестирования более мягких материалов, например ITO, желательно использовать иглы с большим радиусом закругления (500 мкм) и меньшим усилием прижатия (25 г).
  • Для уменьшения нагрева образца рекомендуется использовать импульсный режим измерения и такой уровень измерительного тока, который не позволит существенно разогреть образец за время измерения. На практике выбор величины тока обусловлен чувствительностью измерителя напряжения либо точностью источника тока. Как правило, большинство измерителей способны точно регистрировать сигналы порядка мВ. Поэтому для материалов, поверхностное сопротивление которых лежит в диапазоне от единиц Ом/ до сотен кОм/, существует эмпирическое правило устанавливать измерительный ток такой величины, которая создаст падение напряжения на внутренних иглах от 7 до 15 мВ. Однако в случае проводящих материалов (мОм/ и менее) достичь указанного падения напряжения можно только при использовании довольно большого тока, что провоцирует нагрев образца. При измерении же высокорезистивных материалов (МОм/ и более) напряжение в несколько мВ требует протекания тока величиной порядка нА, который может быть искажен внешними электромагнитными наводками. Оба пограничных варианта решаются по-разному в зависимости от тестируемого материала. Однако обобщенное правило для любого случая — это выбирать ток, который одновременно обеспечит наибольшее падение напряжения между иглами и не создаст значительного разогрева образца.
  • Для тонкого образца формула для расчета поверхностного сопротивления в общем случае выглядит следующим образом:


где V23 — напряжение между иглами 2 и 3, I14 — измерительный ток.

В данной формуле нет параметра, отвечающего за расстояние между иглами, — он сокращается, если этот параметр одинаков для всех игл. Поэтому если в ходе эксплуатации измерительной головы расстояние между иглами со временем изменяется, то это значительно влияет на результат измерения. Более того, ни один изготовитель измерительных голов не может обеспечить одинаковое расстояние между иглами с учетом того, что они являются подпружиненными, из-за чего фактическое расстояние в момент контактирования может меняться. В этом случае согласно ГОСТу 24392-80 и ASTM F84-99 необходимо провести замер реального расстояния между иглами в момент контакта. Для этого осуществляется серия контактов с образцом и проводятся замеры фактического расстояния между иглами по следам игл на поверхности образца. Полученная информация позволяет рассчитать эффективное значение межзондового расстояния и увеличить точность измерения. Такого рода измерения необходимо проводить время от времени, чтобы понимать текущее состояние измерительной головы. Более того, сама система перемещения головы должна обеспечивать строго перпендикулярное расположение игл на образце, исключая латеральное перемещение по образцу и его царапание, как показано на РИС 4в.

Для получения более достоверных результатов при измерении распределения поверхностного сопротивления по поверхности пластины часто прибегают к использованию одной из разновидностей четырехзондового метода — метода самокомпенсации геометрических эффектов (ASTM F1529). Этот метод имеет следующие преимущества:

  • снижение влияния краевых эффектов до 0,1 % по сравнению с измерениями в центре;
  • не требуется информация о диаметре образца и точных координатах размещения измерительной головы на образце: поправочный коэффициент непосредственно рассчитывается с помощью двух схем измерения, представленных на РИС 5.
  • процедуру измерения расстояния между иглами можно исключить, так как отклонения в расположении игл некритичны, как в традиционном методе измерения.

Таким образом можно нивелировать негативное влияние износа измерительной головы.

Как известно, термо-ЭДС (VTEMF) возникает при контакте двух разнородных материалов, которые имеют разную температуру. Данное явление часто наблюдается при контакте измерительной головы и исследуемого образца. Более того, сам измеритель напряжения может иметь некоторое смещение относительно нуля (Vof). Оба этих эффекта приводят к появлению ошибки при измерениях. Чтобы ее исключить, в каждой точке на образце проводят два измерения с противоположными направлениями тока: сначала измеряют сопротивления при протекании тока от первой иглы к четвертой, а затем от четвертой к первой. Полученные два значения поверхностного сопротивления используются для нахождения среднего значения, которое исключает термо-ЭДС и смещение измерителя напряжения, поскольку обе эти величины не изменяются при смене направления тока. В итоге среднее значение поверхностного сопротивления рассчитывается по формуле:


Более подробно данную методику демонстрирует РИС 6.

Поверхностное сопротивление эпитаксиальных, легированных, диффузионных или осажденных пленок позволяет определить качество технологического процесса. Однородность характеристик слоя на поверхности подложки показывает расхождение параметров конечных кристаллов, взятых в разных местах на пластине. Именно поэтому очень важно иметь возможность строить карты распределения поверхностного сопротивления по всей поверхности образца. Традиционный четырехзондовый метод и метод самокомпенсации геометрических эффектов успешно справляются с этой задачей и являются наиболее распространенными способами, которые реализованы на сегодняшний день во множестве различных установок от разных производителей. Ниже мы рассмотрим основные типы установок и важные особенности, которые позволяют провести корректные и точные измерения электрофизических параметров образцов.

Измерительные комплексы

В советское время наиболее популярным был прибор ИУС-3 (РИС 7а). Данный прибор включает в себя четырехзондовую голову, способную плавно опускаться за счет своей тяжести. Встроенный источник-измеритель проводит измерение поверхностного сопротивления, которое может быть использовано для расчета удельного сопротивления в случае однородного образца. Основным недостатком такой системы является измерительная голова, которая в силу отсутствия на тот момент технологии подпружиненных пробников была реализована на плоских пружинах (РИС 7б). Изза этого головы быстро приходили в негодность, и на данный момент такие системы требуют замены в связи с отсутствием производства расходных элементов.

Однако современные технологии позволили создать более конкурентное решение, способное выполнять порядка миллиона контактирований с воспроизводимостью 20 мкм. На сегодняшний день компания Остек-Электро освоила производство измерительных голов для измерения поверхностного и удельного сопротивления четырехзондовым методом (РИС 8). Благодаря собственному производству такие параметры головы, как усилие прижатия, расстояние между иглами и радиус закругления игл могут быть подобраны под конкретные исследуемые материалы. В качестве игл используются надежные подпружиненные пробники от немецкой компании Ingun. Технология монтажа пробников предусматривает их установку в посадочную гильзу, исключающую люфт и латеральное перемещение иглы во время контакта. Такие измерительные головы также успешно применяются в автоматических установках.

В качестве преемника установки ИУС-3 ООО «Остек-Электро» успешно поставляет собственную разработку ИУС-7 (РИС 9). Установка содержит высокоточный источник-измеритель Keithley серии 2400 с базовой погрешностью 0,012 % (внесен в Госреестр СИ), ручное контактирующее устройство с возможностью плавной регулировки усилия прижатия и быстрой замены измерительной головы, персональный компьютер с программным обеспечением «Кристалл» (РИС 10). Программное обеспечение позволяет учесть конкретные размеры образца и рассчитать необходимые поправочные коэффициенты согласно стандарту ASTM F84-99. Функция автоматического протоколирования сохраняет измеренные данные с привязкой к месту измерения на образце и выводит всю необходимую статистику в отчете. Автоматическая подстройка тока исключает инжекцию неосновных носителей заряда в образец и нагрев образца во время измерения.

При необходимости установка может быть оснащена термостабилизированным столом. Данный программно-аппаратный комплекс полностью закрывает вопрос проведения измерений в ручном режиме.

Как уже было сказано ранее, для оценки качества технологического процесса необходимо получить распределение удельного и поверхностного сопротивления на всей поверхности образца. В этом случае требуются автоматические установки, способные перемещать измерительную голову либо стол и проводить измерения по заранее созданному рецепту без участия оператора. Установка SF-P1500 (РИС 11), разработанная ООО «Остек-Электро» совместно с тайваньской компанией Pomme Technologies, способна проводить измерения распределения поверхностного и удельного сопротивления в том числе методом самокомпенсации геометрических эффектов.

Образец располагается на столе c вакуумным прижимом. Перемещение измерительной головы по поверхности образца осуществляется с помощью прецизионных приводов. Важным здесь является надежный и воспроизводимый контакт с образцом, так как это напрямую связано с точностью измерений: прохождение игл сквозь исследуемый слой вследствие чрезмерного прижатия может привести к получению ошибочных измерений и повреждению самого образца. Кроме высокоточного перемещения требуется также изолировать образец от внешних вибраций. Для этих целей используется специальное виброизоляционное основание на воздушных подушках.

Фотопроводимость и фотоэффект могут значительно влиять на результаты измерений при работе с высокорезистивными полупроводниковыми слоями. Чтобы исключить влияние этих эффектов, образец располагается внутри камеры, которая ослабляет воздействие света и внешних электромагнитных полей. Кроме того, все измерительные кабели экранированы и расположены отдельно от кабелей питания.

В программном обеспечении с русскоязычным интерфейсом оператор создает тестовый рецепт, в котором указывает необходимое количество точек на образце, величину измерительного тока, температуру стола и т. д. Затем установка в автоматическом режиме производит измерения согласно рецепту и рассчитывает удельное и поверхностное сопротивление в соответствии со стандартами ASTM и SEMI. Полученные данные подвергаются статистической обработке. Результат измерений представляется в виде таблицы или как 3D/2D-диаграмма (РИС 12).

Помимо измерения удельного и поверхностного сопротивления установка SF-P1500 имеет опцию встроенного термостатирующего стола. Температурный диапазон может быть подобран в зависимости от решаемой задачи. С помощью этой опции удается замерить не только удельное и поверхностное сопротивление, но и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), который позволяет получить дополнительную информацию об образце при различных температурах.

С точки зрения метрологии как ручные, так и полуавтоматические установки являются комплексным средством измерения, которое состоит из источника-измерителя, соединительных кабелей и измерительной головы. Поэтому даже если источник-измеритель внесен в Госреестр СИ, необходимо непосредственно убедиться, что результаты измерений не искажаются наводками в кабелях или неправильным расположением игл на образце. Это возможно с помощью использования стандартных образцов. Желательно, чтобы стандартный образец как можно больше соответствовал по характеристикам реальным образцам, на которых проводятся измерения. По результатам аттестации на каждый образец выдается сертификат, который подтверждает его электрофизические параметры в течении определенного срока. После этого срока образец должен пройти периодическую аттестацию. ООО «Остек-Электро» совместно с российскими предприятиями изготавливает и проводит аттестацию стандартных образцов для установок по измерению удельного и поверхностного сопротивления. При наличии такого образца можно соотнести результаты измерения на установке с аттестационными данными и сделать выводы относительно правильности измерений. Более того, при использовании термостабилизирующего стола возникает дополнительный источник погрешности, связанный с температурой самого образца: так как образец обладает толщиной, то верхний его слой всегда будет иметь отличную от стола температуру. В этом случае используется специальный резистор, изготовленный на теплопроводящей подложке, имитирующей подложку исследуемого образца (РИС 13). Его аттестация проходит в камере тепла-холода, где исключается наличие неравномерного нагрева. После этого терморезистор располагается непосредственно на столе и производятся измерения ТКС с помощью установки. Сопоставив полученные результаты измерения ТКС в камере тепла-холода и на термостатирующем столе, можно оценить влияние градиента температуры по толщине образца и точность установки температуры стола на результаты измерения.

Выводы

Несмотря на кажущуюся простоту четырехзондового метода измерения удельного и поверхностного сопротивлений возникает множество трудностей при его реализации на практике. Мы рассмотрели основные моменты, на которые стоит обратить внимание при выборе оборудования, а также способы оценки погрешности результатов измерения. Однако при работе с определенными материалами могут возникать дополнительные нежелательные затруднения. В этом случае перед выбором конкретной установки рекомендуется провести реальные измерения, на основании которых подобрать обеспечивающую достоверные измерения конфигурацию. Такой подход позволит сэкономить и деньги, и время.

ООО «Остек-Электро» обладает многолетним опытом в поставке программно-аппаратных комплексов для измерения удельного и поверхностного сопротивлений: начиная от собственной разработки и сборки измерительных голов и заканчивая написанием программного обеспечения для автоматических установок. Компания имеет необходимое оборудование в своем демонстрационном зале, что позволяет увидеть и провести замеры на реальных образцах. Высококвалифицированные инженеры помогут подобрать необходимые опции или разработать необходимые узлы непосредственно под конкретные требования. Именно такой подход позволит безошибочно найти лучшее решение, особенно для нестандартных задач.


Удельное электрическое сопротивление

: обзор инструментов и методов

Чтобы сэкономить время и деньги и снизить риски, вам необходимо увидеть, что находится под поверхностью, прежде чем бурить, копать или разрабатывать. Визуализация удельного электрического сопротивления не только делает это возможным, но и повышает эффективность и рентабельность.

Что такое удельное электрическое сопротивление?

Удельное электрическое сопротивление, также известное как удельное сопротивление, представляет собой объемное электрическое свойство всего материала, которое показывает, насколько сильно он противодействует прохождению электрического тока.Низкое удельное сопротивление указывает на материал, который легко пропускает электрический ток (или является проводящим).

Все материалы обладают определенным удельным сопротивлением и попадают в широкий диапазон. Единицей измерения удельного сопротивления в системе СИ является омметр (Ом · м).

Почему сопротивление имеет значение?

Мы рады, что вы спросили! Для ученых и геофизиков, которые любят эти вещи, электрическое сопротивление — это инструмент, который позволяет нам делать изображения удельного электрического сопротивления: сканирование и отображение недр Земли — будь то на суше или в воде.Измерители удельного электрического сопротивления, подобные нашему, позволяют пользователю визуализировать результаты сканирования в виде 2D-срезов и 3D-объемов с точки зрения удельного сопротивления.

Так почему же для вас важна визуализация электрического сопротивления?

Преимущества визуализации электрического сопротивления

Если вы занимаетесь строительством, бурением, копанием, разработкой, ремонтом или картированием чего-либо на поверхности, под землей или под водой, метод визуализации электрического сопротивления поможет вам выполнять свою работу безопаснее, быстрее и эффективнее.Вот несколько примеров того, как наши инструменты помогли клиентам со всего мира в их проектах.

Сценарии использования

  • Разведка подземных вод.

  • Характеристика участка недр (2D и 3D изображения, томография и ERT).

  • Пещера, пустота и провал.

  • Определение глубины до коренных пород.

  • Картирование оползней.

  • Морские 2D и 3D съемки для дноуглубительных работ, портовых работ, прокладки подводного кабеля и т. Д.

  • Литологическое картографирование.

  • Разведка полезных ископаемых.

  • Исследование археологического памятника.

  • Картирование вечной мерзлоты.

  • Картирование подземных шлейфов загрязнения, например, разливов рассола.

  • Обнаружение свободных продуктов жидкостей в неводной фазе (NAPL).

  • Мониторинг процессов восстановления, таких как закачка аммиака, осушение, остекловывание, закачка пара, перекачка и барботирование.

  • Мониторинг подземных процессов, таких как испытания насосов, закачка CO2, подпитка подземных вод, инфильтрация, проникновение соленой воды, прокладка туннелей, утечка через плотину и горные работы.

Инструменты и методы для исследований удельного сопротивления

Набор инструментов, которые вам понадобятся, будет зависеть от того, что и где вы проводите съемку, а также от размера исследуемой территории. Вот две истории болезни, которые могут дать вам представление о том, какие инструменты могут вам понадобиться для вашего проекта:

Разведка подземных вод

  • Обнаружение водяных скважин в Южном Судане. Проведя съемку с помощью нашей многоканальной системы измерения удельного сопротивления поверхности SuperSting, а затем обработав эти данные с помощью EarthImager, наши клиенты могли выбрать место бурения для очень высокопроизводительной скважины с питьевой водой со скважиной 4000- статическая производительность литр в час в Южном Судане.

Геофизические исследования

  • Поиск утечек в плотине Амистад: инженеры обнаружили дыры, открывающиеся в нижней части плотины Амистад, которые опорожняли дамбу. В нашей полевой демонстрации использовался более ранний инструмент, похожий на наш SuperSting, для поиска утечек на основе исследования. Используя данные наших инструментов, наш клиент смог пробурить аномальные области, которые затем были пробурены и залиты цементным раствором.

Мы будем рады помочь вам найти подходящие инструменты для вашего проекта — просто свяжитесь с нами.

Наши поддерживаемые измерительные массивы означают, что вы можете использовать методы измерения удельного сопротивления, которые лучше всего подходят для вашего случая использования:

  • Биполь-биполь (8 каналов)

  • Полюс-биполь (8 каналов)

  • Полюс-Полюс (8 каналов)

  • Градиент (8 каналов)

  • StrongGradient ™ (8 каналов)

  • EdgeGradient ™ (8 каналов)

  • Радиальный диполь-диполь

  • Обратный Шлюмберже (4-канальный)

  • Смешанные массивы

    • Диполь-диполь-градиент

    • Веннер-Шлюмберже

  • Schlumberger (только одноканальный)

  • Веннер (только одноканальный)

  • Программируемые пользователем массивы любого вида

6.8A: Электропроводность и удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление и проводимость являются важными характеристиками материалов. У разных материалов разная проводимость и удельное сопротивление. Электропроводность основана на свойствах электрического переноса. Их можно измерить несколькими методами, используя различные инструменты. Если электричество легко проходит через материал, этот материал имеет высокую проводимость. Некоторые материалы с высокой проводимостью включают медь и алюминий.Электропроводность — это мера того, насколько легко электричество проходит через материал.

Электропроводность и удельное сопротивление

Электропроводность и удельное сопротивление обратно пропорциональны друг другу. Когда проводимость низкая, сопротивление высокое. Когда удельное сопротивление низкое, проводимость высокая. Уравнение выглядит следующим образом:

\ [\ rho = \ dfrac {1} {\ sigma} \]

где

  • Удельное сопротивление обозначается как \ (\ rho \) и измеряется в Ом-метрах (\ (Ом · м \)),
  • Электропроводность обозначается как \ (\ sigma \) и измеряется в Siemens (\ (1 / Ом · м \)).

Поскольку проводимость является мерой того, насколько легко течет электричество, удельное электрическое сопротивление измеряет, насколько материал сопротивляется потоку электричества.

Свойства электротранспорта

Проще говоря, электричество — это движение электронов в материале. Когда электроны движутся через материал, он вступает в контакт с атомами в материале. Столкновения замедляют электроны. Каждое столкновение увеличивает удельное сопротивление материала. Чем легче электроны проходят через материал, тем меньше происходит столкновений и тем выше проводимость.

При повышении температуры проводимость металлов обычно уменьшается, а проводимость полупроводников увеличивается. Это, конечно, предполагает, что материал однороден, что не всегда так. Вы можете рассчитать удельное сопротивление, используя следующее уравнение

\ [\ dfrac {E} {J} = ρ \]

Как вы уже читали, ρ — это символ удельного сопротивления. \ (E \) представляет собой электрическое поле и измеряется в вольтах на метр (В / м). J — плотность тока, выраженная в амперах на квадратный метр (А / м2).Электрическое поле рассчитывается путем деления напряжения на длину l, к которой приложено это напряжение.

\ [E = \ dfrac {V} {l} \]

Плотность тока рассчитывается по формуле ниже

\ [J = \ dfrac {I} {A} \]

I — это ток, деленный на площадь поперечного сечения A, по которой течет ток.

Сопротивление против сопротивления

Удельное сопротивление и сопротивление — разные вещи. Удельное сопротивление не зависит от размера или формы.Однако сопротивление есть. Вы можете рассчитать сопротивление с помощью приведенного ниже уравнения.

\ [R = \ dfrac {V} {I} \]

R относится к сопротивлению и измеряется в Ом. \ (V \) — напряжение, измеряемое в вольтах. Я измеряю ток и его единицей является ампер (А).

Список литературы

  1. Электропроводность и удельное сопротивление, Хини, Майкл, Электрические измерения, обработка сигналов и дисплеи. Июль 2003 г.

  2. Леви, Питер М., и Шуфэн Чжан. «Электропроводность магнитных многослойных структур». Physical Review Letters 65.13 (1990): 1643-646. Распечатать.

Проблемы

  1. Какова плотность тока материала с удельным сопротивлением 12 Ом · м и электрическим полем 64 В / м?
  2. Если напряжение 6 В проходит через вещество радиусом 2 м и длиной 3 м, что такое электрическое поле?
  3. Что такое электрическое поле материала, когда ток равен 25 А, измеренное сопротивление составляет 78 Ом, плотность тока равна 24 А / м2, а длина протекает ток 100 м?
  4. Материал имеет напряжение 150 В и ширину 24 м.Материал также имеет ток 62 А и проходит расстояние 5 м. Какая проводимость?
  5. Металл изначально имеет электрон, сталкивающийся с каждым пятым атомом, и температура повышается с 6K до 100K. Полупроводник изначально имеет электрон, сталкивающийся с каждым пятым атомом, и температура повышается с 6K до 100K. Какой материал будет иметь большее удельное сопротивление? Почему?

Ответов на проблемы:

1. E / J = ρ —> J = E / ρ = 64 В / м / 12 Ом · м = 5.33А / м 2

2. E = V / l = 6V / 3m = 2V / m

3. E = об / л

В = ИК —> E = ИК / l = 25 А x 78 Ом / 100 м = 19,5 В / м

4. E / J = ρ

E = об / л

Дж = I / A —> ρ = (В / л) / (I / A) = (150 В / 5 м) / (62 А / (24 м x 5 м) = 58 Ом · м

ρ = 1 / σ —> 1 / ρ = σ = 1/58 Ом · м

5. Материал, имеющий наибольшее удельное сопротивление, — это металл, потому что при повышении температуры у металлов более вероятно увеличение удельного сопротивления, а у полупроводников обычно уменьшается удельное сопротивление при повышении температуры.

Авторы и авторство

  • Майкл Форд (UCD) и Александра Кристман (UCD)

Электрическое сопротивление — обзор

1 Удельное сопротивление

Удельное сопротивление является одним из наиболее важных измерений характеристик материалов ядерных детекторов по разным причинам. Во-первых, это общий показатель чистоты и концентрации дефектов в материале. Во-вторых, чувствительная эффективная толщина детекторов рентгеновского и гамма-излучения является прямой функцией удельного сопротивления и, как будет показано далее в главе о детекторах, напрямую влияет на эффективность излучения детектора.

Непосредственно после выращивания кристалла удельное сопротивление измеряется в различных частях слитка с помощью хорошо известного метода четырехточечного зонда (Van der Pauw, 1958). Сложность здесь заключается в том, что полуизолирующие материалы в диапазоне 10 8 −10 10 Ом · см требуют электрометров, амперметров или синхронных приборов обнаружения с высоким импедансом (10 13 −10 14 Ом) для оценки очень низких значений. токи в измерениях удельного сопротивления или холловской подвижности. В принципе, это более точные методы.Проблема в том, что контакты должны быть омическими, и, как известно, невозможно получить такой контакт на материале типа p с высоким сопротивлением без повреждающей обработки. Возможный контакт — это контакт с низким барьером около 0,2 эВ (Musa, 1983). Многие авторы сообщили об омическом контакте с материалами типа n с низким удельным сопротивлением путем легирования индием (Сегалл и др. , 1963). Для материала типа p контакты изготавливаются методом химического осаждения (De Nobel 1959).Для материала среднего удельного сопротивления (ρ = 100-500 Ом · см), Musa et al . (1983a) обнаружили, что в случае химического контакта удельное контактное сопротивление (ρ c ) изменяется, как и ρ 1,13 (ρ = αρ c 1,13 ), и видно, что низкое значение ρ c не может быть получено таким способом. Другие металлы, такие как сплавы In, Cu или Ag, использовались с некоторым успехом. Электролитическое нанесение Au на поверхности, обработанные LiNO 3 (Triboulet and Rodot, 1968), дает хорошие результаты, но при цене термического отжига, превышающей 200-400 ° C, с прогнозируемыми последствиями для качества материала.Эта проблема все еще остается открытой, и для реальных материалов для ядерных детекторов больше всего используется золото без химического воздействия. На рисунке 15 показано поведение удельного сопротивления различных видов слитков THM CdTe с типичными материалами и материалами высокой степени очистки. Как видно, удельное сопротивление обычно уменьшается от начала слитка к концу из-за насыщения зоны Te примесями вдоль слитка. Для высокоочищенных элементов это насыщение увеличивалось дальше по слитку. В заключение отметим, что во время измерения образцы должны храниться в темноте в течение того же времени, чтобы получить воспроизводимые результаты.

РИС. 15. Эволюция удельного сопротивления (ρ) вдоль различных слитков THM CdTe.

Самый простой способ измерить удельное сопротивление — использовать характеристику I ( В ) R = В / I и R = ρ 1/ с . Для этого необходимы идеальные омические контакты, а значит, этот метод может дать только качественные и ориентировочные результаты.

Существуют более реалистичные методы измерения удельного сопротивления, основанные на расчетах обедненных чувствительных зон в устройствах для обнаружения ядер, и мы увидим это позже в главе, посвященной детекторам.В заключение отметим, что высокое удельное сопротивление является важным предварительным условием, но не достаточным. Материалы могут достигать 10 7 -10 8 Ом · см (Schaub и др. . 1977) в растворах, богатых Te с компенсацией Cl, или до 10 10 Ом · см в слитках, легированных Бриджменом группы V, без хорошего качества. свойства обнаружения ядер, вероятно, из-за низкого произведения μτ, вызванного высокой плотностью глубоких уровней и центров рекомбинации.

Как упоминалось в предыдущей главе, удельное сопротивление можно увеличить за счет компенсации, галогена и дополнительной меди (рис.18 в главе 6) или обработкой водородом с отжигом или имплантацией H. На рисунке 16 показано изменение относительного удельного сопротивления материалов после имплантации 2 МэВ H + в зависимости от начального удельного сопротивления материала. Было замечено, что H + эффективен для получения низких значений ρ и неэффективен для высоких значений ρ 10 9 Ом · см.

РИС. 16. Отношение удельного сопротивления (ρ ‘) после имплантации (H + ) (2 МэВ) к (ρ) до имплантации водорода, изменение с (ρ) ранее.

Моделирование электрического сопротивления полимерных композитов с сегрегированными структурами

  • 1.

    Кэри Б. Дж., Патра П. К., Чи, Л., Сильва, Г. Г. и Аджаян, П. М. Наблюдение за динамическим деформационным упрочнением в полимерных нанокомпозитах. ACS Nano 5 , 2715–2722 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 2.

    Ки, Л., Зур, Дж., Пушпарадж, В., Чжан, X. и Аджаян, П.М. Сплошные композиты, армированные углеродными нанотрубками. Nano Lett. 8 , 2762–2766 (2008).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    Хофер М. и Бандару П. Р. Определение и увеличение вкладов емкости в электродных системах на основе углеродных нанотрубок. Заявл. Phys. Lett. 95 , 183108 (2009).

    ADS Статья Google Scholar

  • 4.

    Chu, K. et al. Электрические и термические свойства композита углерод-нанотрубка для применения в гибких электронагревательных установках. IEEE Electron Device Lett. 34 , 668–670 (2013).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Lyu, J. et al. Высокопрочные проводящие композиты с плазмонными наночастицами, выровненными на арамидных нановолокнах. Adv. Funct. Матер. 26 , 8435–8445 (2016).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 6.

    Парк, С. Х. и Бандару, П. Р. Улучшение механических свойств композитов углеродные нанотрубки / полимер за счет использования связей карбоксилэпоксидных функциональных групп. Полимер 51 , 5071–5077 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    Park, S.H., Theilmann, P., Asbeck, P.М. и Бандару, П. Р. Улучшенное экранирование электромагнитных помех за счет использования функционализированных полимерных композитов, реагирующих с углеродными нанотрубками. IEEE Trans. Nanotechnol. 9 , 464–469 (2010).

    ADS Статья Google Scholar

  • 8.

    Пеньи, А., Лоран, К., Флао, Э., Бакса, Р. и Руссет, А. Удельная поверхность углеродных нанотрубок и пучков углеродных нанотрубок. Углерод 39 , 507–514 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    Роска, И. Д. и Хоа, С. В. Высокопроводящие многослойные углеродные нанотрубки и эпоксидные композиты, полученные методом трехвалкового фрезерования. Углерод 47 , 1958–1968 (2009).

    CAS Статья Google Scholar

  • 10.

    Thielemann, P., Yun, DJ, Asbeck, P., Bandaru, PR & Park, SH Превосходное экранирование электромагнитных помех и диэлектрические свойства композита углеродных нанотрубок за счет использования УНТ с высоким соотношением сторон и трехвалкового фрезерование. Org. Электрон. 12 , 1531–1537 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • 11.

    Грунлан, Дж. К., Мехраби, А. Р., Бэннон, М. В. и Бар, Дж. Л. Полимерный композит с однослойными нанотрубками на водной основе с исключительно низким порогом перколяции. Adv. Матер. 16 , 150–153 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    Лю, Л. и Грюнлан, Дж. К. Глина способствовала диспергированию углеродных нанотрубок в проводящих эпоксидных нанокомпозитах. Adv. Funct. Матер. 17 , 2343–2348 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 13.

    Сваб И., Мусил В., Смит И. и Макарович М. Механические свойства полипропиленовых композитов, армированных волластонитом, модифицированных эластомерами SEBS и SEBS-g-MA. Polym. Англ. Sci. 47 , 1873–1880 (2007).

    CAS Статья Google Scholar

  • 14.

    Chu, K. et al. Смарт-проводящие полимерные композиты с нулевым температурным коэффициентом сопротивления. Наноразмер 7 , 471–478 (2015).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Бао, Х. Д., Го, З. X. и Ю, Дж. Влияние электрически инертного порошкового наполнителя на электрическое сопротивление композитов полимер / многослойные углеродные нанотрубки. Полимер 49 , 3826–3831 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Kim, D., Kim, Y., Choi, K., Grunlan, JC & Yu, C. Улучшенные термоэлектрические свойства полимерных композитов с нанотрубками с поли (3,4-этилендиокситиофен) поли (стиролсульфонатом) ). САУ Нано 4 , 513–523 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 17.

    Fu, S. Y., Feng, X. Q., Lauke, B. & Mai, Y. W. Влияние размера частиц, адгезии на границе раздела частиц с матрицей и нагрузки частиц на механические свойства композитов из частиц и полимеров. Compos. B Eng. 39 , 933–961 (2008).

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Bilotti, E. et al. Контроль динамической перколяции проводящих полимерных композитов на основе углеродных нанотрубок путем добавления вторичных нанонаполнителей: влияние на электрическую проводимость и настраиваемое поведение чувствительности. Compos. Sci. Technol. 74 , 85–90 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 19.

    Müller, M. T., Dreyße, J., Häußler, L., Krause, B. & Pötschke, P. Влияние талька с различными размерами частиц в композитах LLDPE / MWCNT, смешанных в расплаве. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 51 , 1680–1691 (2013).

    ADS Статья Google Scholar

  • 20.

    Палца, Х., Резник, Б., Вильгельм, М., Ариас, О., и Варгас, А. Электрические, термические и механические характеристики гибридных композиционных материалов полипропилен / углеродные нанотрубки / глина. Macromol. Матер. Англ. 297 , 474–480 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • 21.

    Палца, Х., Гарсон, К. и Ариас, О. Изменение электрического поведения композитов полипропилен / углеродные нанотрубки путем добавления второй наночастицы и процессов отжига. Express Polym. Lett. 6 , 639–646 (2012).

    CAS Статья Google Scholar

  • 22.

    Бао, С. П., Лян, Г. Д. и Тьонг, С. С. Влияние положительного температурного коэффициента гибридных нанокомпозитов полипропилен / углеродная анотрубка / монтмориллонит. IEEE Trans. Nanotechnol. 8 , 729–736 (2009).

    ADS Статья Google Scholar

  • 23.

    Sun, Y., Bao, H. D., Guo, Z. X. & Yu, J. Моделирование электрической перколяции смешанных углеродных наполнителей в композитах на полимерной основе. Макромолекулы 42 , 459–463 (2009).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 24.

    Рахатекар, С. С., Шаффер, М. С. П. и Эллиотт, Дж. А. Моделирование перколяции в смесях волокон и сфер: пути к более эффективному формированию сети. Compos.Sci. Technol. 70 , 356–362 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 25.

    Xiong, Z. Y., Zhang, B. Y., Wang, L., Yu, J. & Guo, Z. X. Моделирование электрической перколяции смешанных углеродных наполнителей в смесях полимеров. Углерод 70 , 233–240 (2014).

    CAS Статья Google Scholar

  • 26.

    Панг, Х., Сюй, Л., Ян, Д. X. и Ли, З. М. Электропроводящие полимерные композиты с сегрегированной структурой. Prog. Polym. Sci. 39 , 1908–1933 (2014).

    CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    Ni, X., Hui, C., Su, N., Jiang, W. & Liu, F. Моделирование методом Монте-Карло электрической перколяции в многокомпонентных тонких пленках с нанонаполнителями. Нанотехнологии 29 , 075401 (2018).

    ADS Статья Google Scholar

  • 28.

    Jin, L. et al. Микроструктурная природа гистерезиса сопротивления деформации в тонкопленочных проводниках из углеродных нанотрубок. Proc. Natl. Акад. Sci. США 115 , 1986–1991 (2018).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 29.

    Huang, Y. et al. Влияние размера наполнителя на порог электрической перколяции композитов углеродная сажа-углеродная нанотрубка-полимер. J. Appl. Polym. Sci. 135 , 46517 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Иидзима, С., Брабек, К., Маити, А., Бернхолк, Дж. Структурная гибкость углеродных нанотрубок. J. Chem. Phys. 104 , 2089–2092 (1996).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 31.

    Хан, Дж., Анантрам, М. П., Джаффе, Р. Л., Конг, Дж. И Дай, Х. Наблюдение и моделирование изгибных соединений одностенных углеродных нанотрубок. Phys. Ред. B 57 , 14983–14989 (1988).

    ADS Статья Google Scholar

  • 32.

    Волков А. Н., Шига Т., Николсон Д., Шиоми Дж. И Жигилей Л. В. Влияние выпучивания углеродных нанотрубок при изгибе на теплопроводность материалов углеродных нанотрубок. J. Appl. Phys. 111 , 053501 (2012).

    ADS Статья Google Scholar

  • 33.

    Якобсон Б. И., Авурис П. Механические свойства углеродных нанотрубок. Заявл. Phys. Lett. 80 , 287–327 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 34.

    Грабеж Л. Т., Рорер Р. А. и Висвесвариа К. Методы моделирования электронных схем и систем . (Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1995).

    Google Scholar

  • 35.

    Мутисо, Р. М., Шеррот, М. С., Ратмелл, А. Р., Уайли, Б. Дж. И Вини, К. И. Объединение моделирования и экспериментов для прогнозирования сопротивления листа и оптического пропускания в пленках из нанопроволок для прозрачных проводников. ACS Nano 7 , 7654–7663 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 36.

    Вебер М. и Камаль М. Р. Оценка объемного сопротивления электропроводящих композитов. Polym. Compos. 18 , 711–725 (1997).

    CAS Статья Google Scholar

  • 37.

    Du, F. et al. Сети нанотрубок в полимерных нанокомпозитах: реология и электропроводность. Макромолекулы 37 , 9048–9055 (2004).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 38.

    Liu, Z. et al. Микроволновое поглощение однослойных углеродных нанотрубок / растворимых сшитых полиуретановых композитов. J. Phys. Chem. 111 , 13696–13700 (2007).

    CAS Google Scholar

  • 39.

    Li, N. et al. Экранирование от электромагнитных помех (EMI) эпоксидных композитов с однослойными углеродными нанотрубками. Nano Lett. 6 , 1141–1145 (2006).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 40.

    Ху, Г., Чжао, К., Чжан, С., Ян, М.& Ван, З. Низкие пороги перколяции электропроводности и реологии в полиэтилентерефталате через сети многослойных углеродных нанотрубок. Полимер 47 , 480–488 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 41.

    Берг М., Чеонг О., Кревельд М. и Овермарс М. Вычислительная геометрия: алгоритмы и приложения (Springer, Берлин, Германия, 2008).

  • 42.

    Фэн С., Гальперин Б. И. и Сен П. Н. Транспортные свойства континуальных систем вблизи порога перколяции. Phys. Ред. B 35 , 197–214 (1987).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 43.

    Стауффер Д. и Ахарони А. Введение в теорию перколяции (Тейлор и Фрэнсис, Лондон, Великобритания, 1994).

  • 44.

    Ху Н., Карубе Ю., Янь К., Масуда З.& Фукунага, Х. Туннельный эффект в датчике деформации нанокомпозитного полимера / углеродной нанотрубки. Acta Mater. 56 , 2929–2936 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 45.

    Li, C., Thostenson, E. T. & Chou, T.-W. Доминирующая роль туннельного сопротивления в электропроводности композитов на основе углеродных нанотрубок. Заявл. Phys. Lett. 91 , 223114 (2007).

    ADS Статья Google Scholar

  • 46.

    Лу, В., Чжоу, Т.-В. И Тостенсон, Э. Т. Трехмерная модель порогов электрической перколяции в композитах на основе углеродных нанотрубок. Заявл. Phys. Lett. 96 , 223106 (2010).

    ADS Статья Google Scholar

  • 47.

    Ю. Ю., Сонг, Г. и Сан, Л. Определяющая роль туннельного сопротивления в электропроводности полимерных композитов, армированных хорошо диспергированными углеродными нанотрубками. J. Appl. Phys. 108 , 084319 (2010).

    ADS Статья Google Scholar

  • 48.

    Parallel Computing Toolbox Release 2017b (MathWorks, Inc., Натик, Массачусетс, США, 2017).

    • Профилирование удельного сопротивления | HGI — гидрогеофизика

    Из всех геофизических услуг, которые предоставляет HGI, профилирование удельного электрического сопротивления проводится наиболее часто и во многих сценариях для решения широкого круга проблем.Мы использовали этот метод геофизической съемки для картирования геологии, связанной с подземными взрывами шахт, определения глубины коренных пород, локализации источников загрязнения, помощи в добыче полезных ископаемых, поиска открытых пустот и карстовых структур, поиска протекающих контейнеров и картирования слабых мест в подземных туннелях. Профилирование удельного сопротивления, несомненно, является одним из наиболее универсальных методов геофизической съемки с обширными тематическими исследованиями и проверкой, позволяющими уменьшить двусмысленность и неопределенность в его интерпретации.

    Профилирование удельного сопротивления — один из самых универсальных методов геофизической съемки.

    Профилирование удельного электрического сопротивления — это просто двухмерный метод измерения удельного сопротивления, при котором создается изображение, представляющее срез земли, а контраст электрических свойств используется для интерпретации различных геологических или гидрогеологических условий. Мы используем цветное контурирование, чтобы визуально идентифицировать эти состояния. Двумерное профилирование удельного сопротивления также можно использовать для лучшего понимания данных по скважине или помощи в поиске новой скважины в электрически необычных областях путем пространственного распространения информации от скважины.

    HGI содержит значительное количество подтвержденных тематических исследований, что значительно снижает двусмысленность и неопределенность при интерпретации смысла данных.

    На рисунке ниже показан пример геоэлектрического профилирования на участке Хэнфорд в восточной части Вашингтона. Профиль был получен над исторической траншеей для захоронения, где на землю было захоронено около миллиона галлонов нитратных отходов, содержащих радиоактивные элементы. Данные были собраны с использованием SuperSting R8 с решеткой полюс-полюс и расстоянием между электродами в 6 футов и смоделированы с помощью RES2DINVx64.Данные показывают сильную корреляцию между низким удельным сопротивлением и высоким содержанием нитратов из скважины C4191 на глубинах от 50 до 150 футов ниже поверхности земли.

    .

    Профилирование удельного сопротивления ячеек BC на участке Хэнфорд

    Успешное применение профилирования удельного сопротивления зависит от простоты сбора данных, величины контрастов электрических свойств, глубины до цели и размера цели. Условия поверхности, свободной от растительности, в удаленных районах и с плоской местностью, являются идеальными кандидатами для получения данных об удельном сопротивлении; тем не менее, HGI с большим успехом собрала данные в густых лесах с крутым ландшафтом и в разгар урбанизации.Чувствительность и разрешение профиля удельного сопротивления уменьшается с глубиной, и более глубокие цели должны быть больше, чтобы их можно было точно определить. В приведенном ниже примере показаны цели разного размера на разной глубине и их относительное разрешение. На рисунке токопроводящая цель на высоте 750 м вдоль линии видна на глубине примерно 150 футов и, вероятно, является следствием разлома, образованного глинами. Одним из больших преимуществ этого типа геофизических исследований является ненавязчивый характер методологии.В приведенном ниже примере все данные были получены с поверхности, и значительная часть деталей реализована до начала бурения.

    .

    Профилирование сопротивления полосчатого железного пласта в Южной Дакоте


    Объемное сопротивление: удельное электрическое сопротивление пластика


    Объемное сопротивление полимерного материала измеряет , насколько сильно пластиковый материал противостоит прохождению электрического тока через объем кубического образца.Чем ниже удельное сопротивление, тем выше проводимость (электрические заряды имеют слабое сопротивление циркуляции).

    Он также известен как удельное электрическое сопротивление, объемное сопротивление, удельное электрическое сопротивление, удельное объемное сопротивление или просто удельное сопротивление.

    Объемное сопротивление измеряется в единицах: ом-метр (Ом-м или Ом-см).

    • Ниже 10 5 Ом-см материал считается проводящим.
    • Свыше 10 9 Ом-см материал считается электрическим изолятором.

    Узнайте больше об объемном сопротивлении:

    »Важность объемного сопротивления
    »Как измерить объемное удельное сопротивление?
    »Объемное удельное сопротивление по отношению к удельному сопротивлению поверхности
    »Факторы, влияющие на сопротивление изоляции
    »Значения объемного сопротивления некоторых пластмасс


    Важность объемного сопротивления


    Удельное сопротивление объемов можно использовать в качестве вспомогательного средства при проектировании изолятора для конкретного применения.Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры и влажности может быть большим и должно быть известно при проектировании для рабочих условий.

    Определение объемного удельного сопротивления часто используется для проверки однородности изоляционного материала либо в отношении:

    • Обработка, либо
    • Обнаружение проводящих примесей, влияющих на качество материала

    Объемные удельные сопротивления выше 10 21 Ом-см (10 19 Ом-м), рассчитанные на основе данных, полученных на образцах, испытанных в обычных лабораторных условиях, имеют сомнительную достоверность, учитывая ограничения обычно используемого измерительного оборудования.

    Области применения:

    • Конструкция изолятора для конкретного применения
    • Экранирование токопроводящих паст
    • Определение приложений для проведения композитов

    Как измерить объемное удельное сопротивление?


    Наиболее распространенными методами испытаний для определения объемного удельного сопротивления пластмасс являются ASTM D257, ASTM D4496-04, ASTM D991-89 (2005) или IEC 60093 (конечно, существуют и другие методы!)

    В обычном испытании образец стандартного размера помещается между двумя электродами.В течение шестидесяти секунд подается напряжение и измеряется сопротивление. Затем рассчитывается объемное удельное сопротивление и дается кажущееся значение для времени электризации 60 секунд. В качестве размера образца для испытания предпочтительнее использовать 4-дюймовый диск.


    Объемное удельное сопротивление против удельного поверхностного сопротивления


    Сопротивление, оказываемое изоляционным материалом электрическому току, представляет собой сложный эффект объемного и поверхностного сопротивлений, которые всегда действуют параллельно.
    • Объемное сопротивление — это сопротивление утечке, если электрический ток проходит через тело материала.
      • Это во многом зависит от материала

    • С другой стороны, поверхностное сопротивление, то есть сопротивление утечке по поверхности материала, в значительной степени зависит от качества поверхности и чистоты.
      • Поверхностное сопротивление снижается из-за наличия масла или влаги на поверхности, а также из-за шероховатости поверхности
      • А, очень гладкая или полированная поверхность дает большее поверхностное сопротивление

    Сопротивление изоляции диэлектрика выражается его «объемным удельным сопротивлением» и «поверхностным сопротивлением».

    Диапазон объемных удельных сопротивлений различных материалов показан ниже в «Спектре удельного сопротивления»

    .

    Источник: Справочник по технологиям пластмасс, пятое издание


    Значения для пластмасс обычно находятся в диапазоне от 10 10 Ом-см для ацетата целлюлозы до примерно 10 19 Ом-см для высокопроизводительного полистирола.

    Факторы, влияющие на сопротивление изоляции


    Сопротивление изоляции большинства пластиков зависит от температуры и относительной влажности атмосферы

    Сопротивление изоляции заметно падает с повышением температуры или влажности


    Даже PS , который имеет очень высокое сопротивление изоляции при комнатной температуре, обычно становится неудовлетворительным при температуре выше 80 ° C (176 ° F).В этих условиях полимеры типа ПТФЭ и ПХТФЭ более подходят.

    Пластмассы, обладающие высокой водостойкостью, относительно меньше подвержены влиянию высокой влажности.

    Чем дольше прикладывается напряжение (больше время электризации), тем выше измеряемое объемное удельное сопротивление.

    Наличие наполнителей в полимере повлияет на объемное удельное сопротивление. Тип и количество наполнителя изменяют объемное удельное сопротивление.

    Найдите товарные марки, соответствующие вашей цели, с помощью фильтра «Поиск недвижимости — Объемное удельное сопротивление » в базе данных Omnexus Plastics:

    Значения объемного сопротивления некоторых пластмасс


    Щелкните, чтобы найти полимер, который вы ищете:
    A-C | E-M | PA-PC | PE-PL | ПМ-ПП | PS-X
    Название полимера Мин. Значение (10 15 Ом.см) Макс.значение (10 15 Ом.см)
    ABS — Акрилонитрилбутадиенстирол 14,0 16,0
    Огнестойкий ABS 14,0 15,0
    АБС для высоких температур 16,0 16,0
    АБС ударопрочный 16,0 16,0
    Смесь АБС / ПК — Смесь акрилонитрилбутадиенстирола / поликарбоната 14.0 17,0
    Смесь АБС / ПК, 20% стекловолокна 16,0 17,0
    ABS / PC огнестойкий 16,0 17,0
    ASA — Акрилонитрилстиролакрилат 14,0 15,0
    Смесь ASA / PC — смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната 13,05 15,0
    ASA / PC огнестойкий 14.0 14,0
    CA — Ацетат целлюлозы 12,0 12,0
    CAB — бутират ацетата целлюлозы 13,0 13,0
    CP — пропионат целлюлозы 11,0 11,0
    COC — Циклический олефиновый сополимер 14,0 15,0
    ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид 15,0 16.0
    ECTFE — этиленхлортрифторэтилен 16,0 16,0
    ETFE — этилентетрафторэтилен 15,0 17,0
    EVA — этиленвинилацетат 15,0 15,0
    EVOH — Этиленвиниловый спирт 12,0 13,0
    FEP — фторированный этиленпропилен 17,0 18.0
    HDPE — полиэтилен высокой плотности 16,0 18,0
    HIPS — ударопрочный полистирол 16,0 16,0
    HIPS огнестойкий V0 15,0 16,0
    Иономер (сополимер этилена и метилакрилата) 16,0 16,0
    LCP — Жидкокристаллический полимер 16,0 16,0
    LCP, армированный углеродным волокном -1.0 -8,0
    LCP армированный стекловолокном 15,0 15,0
    LCP Минеральное наполнение 12,0 16,0
    LDPE — полиэтилен низкой плотности 0,917 0,940
    ЛПЭНП — линейный полиэтилен низкой плотности 16,0 18,0
    MABS — Акрилонитрилбутадиенстирол прозрачный 13.0 14,0
    PA 46 — Полиамид 46 15,0 15,0
    PA 46, 30% стекловолокно 10,0 13,0
    PA 6 — Полиамид 6 14,0 14,0
    PA 6-10 — Полиамид 6-10 14,0 14,0
    PA 66 — Полиамид 6-6 14,0 14,0
    PA 66, 30% стекловолокно 13.0 13,0
    PA 66, 30% Минеральное наполнение 12,0 15,0
    PA 66, ударно-модифицированный, 15-30% стекловолокна 12,0 13,0
    PA 66, модифицированный удар 11,0 15,0
    PAI — полиамид-имид 12,0 17,0
    PAI, 30% стекловолокно 14,0 17,0
    PAR — Полиарилат 16.0 17,0
    PARA (Полиариламид), 30-60% стекловолокна 15,0 15,0
    PBT — полибутилентерефталат 14,0 17,0
    PBT, 30% стекловолокно 16,0 16,0
    ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 15,0 16,0
    ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 15.0 17,0
    PC — Поликарбонат, жаростойкий 15,0 16,0
    Смесь ПК / ПБТ — Смесь поликарбоната / полибутилентерефталата 16,0 17,0
    Смесь ПК / ПБТ, со стеклянным наполнением 15,0 16,0
    PCTFE — Полимонохлортрифторэтилен 14,0 15,0
    PE — Полиэтилен 30% стекловолокно 16.0 16,0
    PEEK — Полиэфирэфиркетон 16,0 17,0
    PEEK, армированный 30% углеродным волокном 1.0 8,0
    PEEK, армированный стекловолокном, 30% 15,0 16,0
    PEI — Полиэфиримид 5,0 18,0
    PEI, 30% армированный стекловолокном 15,0 16,0
    PEKK (Полиэфиркетонекетон), с низкой степенью кристалличности 1.0 1.0
    PESU — Полиэфирсульфон 15,0 17,0
    PESU 10-30% стекловолокно 15,0 16,0
    ПЭТ — полиэтилентерефталат 16,0 16,0
    ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 15,0 16,0
    ПЭТ, армированный стекловолокном на 30/35%, модифицированный при ударе 0,0 2.0
    PFA — перфторалкокси 16,0 18,0
    PGA — Полигликолиды 1,400 1,600
    PI — полиимид 14,0 18,0
    ПММА — полиметилметакрилат / акрил 14,0 16,0
    PMMA (акрил) High Heat 15,0 15,0
    ПММА (акрил) ударно-модифицированный 14.0 16,0
    PMP — Полиметилпентен 16,0 18,0
    PMP, армированный 30% стекловолокном 16,0 17,0
    PMP Минеральное наполнение 16,0 16,0
    ПОМ — Полиоксиметилен (Ацеталь) 14,0 15,0
    ПОМ (Ацеталь) с модифицированным ударным воздействием 15,0 16,0
    ПОМ (Ацеталь) с низким коэффициентом трения 15.0 16,0
    PP — полипропилен 10-20% стекловолокно 16,0 17,0
    ПП, 10-40% минерального наполнителя 16,0 17,0
    ПП, наполненный тальком 10-40% 16,0 17,0
    PP, 30-40% армированный стекловолокном 16,0 17,0
    Сополимер PP (полипропилен) 16,0 18.0
    Гомополимер PP (полипропилен) 16,0 18,0
    ПП, модифицированный при ударе 16,0 18,0
    PPA — полифталамид 15,0 15,0
    PPA, 30% минеральный наполнитель 14,0 16,0
    PPA, усиленный стекловолокном на 33% — High Flow 14,0 16,0
    PPA, армированный стекловолокном 45% 14.0 16,0
    PPE — Полифениленовый эфир 15,0 16,0
    СИЗ, 30% армированные стекловолокном 15,0 16,0
    СИЗ, огнестойкий 15,0 16,0
    PPS — полифениленсульфид 15,0 16,0
    PPS, армированный стекловолокном на 20-30% 16,0 16,0
    PPS, армированный стекловолокном на 40% 16.0 16,0
    PPS, проводящий 1.0 3,0
    PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 15,0 16,0
    PPSU — полифениленсульфон 14,0 16,0
    ПС (полистирол) 30% стекловолокно 16,0 16,0
    ПС (полистирол) Кристалл 16,0 17,0
    PS, высокая температура 16.0 16,0
    PSU — Полисульфон 15,0 17,0
    Блок питания, 30% усиленное стекловолокном 15,0 16,0
    PSU Минеральное наполнение 16,0 16,0
    PTFE — политетрафторэтилен 17,0 18,0
    ПТФЭ, армированный стекловолокном на 25% 16,0 18,0
    ПВХ (поливинилхлорид), армированный 20% стекловолокном 15.0 16,0
    ПВХ, пластифицированный 10,0 16,0
    ПВХ, с пластиковым наполнением 10,0 16,0
    ПВХ жесткий 15,0 16,0
    ПВДХ — поливинилиденхлорид 15,0 16,0
    PVDF — поливинилиденфторид 5,0 14,0
    SAN — Стиролакрилонитрил 16.0 16,0
    SAN, армированный стекловолокном на 20% 15,0 17,0
    SMA — малеиновый ангидрид стирола 16,0 16,0
    SMA, армированный стекловолокном на 20% 15,0 15,0
    SMMA — метилметакрилат стирола 15,0 15,0
    UHMWPE — сверхвысокомолекулярный полиэтилен 16.0 17,0

    Найдите коммерческие марки, соответствующие вашей цели, с помощью фильтра « Property Search — Объемное удельное сопротивление » в базе данных Omnexus Plastics:




    Удельное электрическое сопротивление | Подземная съемка и локация инженерных сетей

    Методы электрического или постоянного тока измеряют объемное удельное сопротивление подземных материалов для определения геологической структуры и / или физических свойств подземных материалов.Электрический ток вводится прямо в землю через равномерно расположенную цепочку токовых электродов. Результирующая разность потенциалов измеряется между парой потенциальных электродов. Токовые и потенциальные электроды обычно расположены линейно. Кажущееся удельное сопротивление — это совокупное среднее удельное сопротивление всех грунтов и горных пород, влияющих на течение тока.

    Метод Удельное электрическое сопротивление полезен для следующих целей:

    • Боковая протяженность и мощность свалки
    • Определить глубину коренной породы и толщину вскрыши
    • Обнаружить воронки
    • Характеристика подземной гидрогеологии
    • Определить водоносные зоны
    • Обозначение палеоканала
    • Определить глубину до грунтовых вод
    • Оценить характеристики электрического заземления
    • Карта стратиграфии
    • Карта глиняных водоёмов
    • Карта вторжения соленой воды
    • Карта вертикального распространения некоторых типов загрязнения почвы и подземных вод
    • Карта неисправностей
    • Карта бокового распространения токопроводящих шлейфов загрязняющих веществ
    • Обозначить зоны захоронения

    Преимущества

    Возможно существенное количественное компьютерное моделирование.

    No related posts.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *