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中国材料与试验团体标准 T/CSTM xxxx-xxxx 四探针法测量碳纤维电阻率 Four-Probe Method for Measuring Carbon Fiber Electrical Resistivity xxxx-xxxx发布 xxxx-xxxx实施 发布中关村材料试验技术联盟 发布 中国材料与试验团体标准委员会 T/CSTM xxxx—xxxx PAGE I T/CSTM 00010.1—2017 PAGE 2 T/CSTM xxxx—xxxx PAGE 1 T/CSTM xxxx—xxxx PAGE 2 四探针法测量碳纤维电阻率 范围 本标准规定了四探针法测量碳纤维复丝和单丝体积电阻率（简称电阻率）的测量原理、测量仪器、样品要求、试验条件、测量程序、结果的计算和试验报告等。 本标准适用于1K～24K各类碳纤维在入厂验收和生产过程中电阻率的测量，也可推广应用于导电类线材电阻率测量，建议碳纤维模量大于600Gpa的纤维不宜采用复丝电阻率测量方法。 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 7690.1 增强材料纱线试验方法第1部分：线密度的测定 GB/T 30019 碳纤维密度的测定 测量原理 体积电阻率由试样的电阻、试样的长度和横截面积计算得到。本标准电阻的测定采用四探针法，其测量原理见图1，当恒定的直流电流同时通过样品和标准电阻时，通过双掷开关分别测量样品和标准电阻的电压降，由欧姆定律计算出样品的电阻值；或采用四探针法原理设计的数字欧姆表直接测量样品两端的电阻。当样品的横截面积和长度已知时，即可计算样品的电阻率。 图1 测量原理示意图 E—直流电源；Rx—样品；V—电压表；Rn—标准电阻；R—可变电阻 K2—双掷开关；K1—单掷开关 测量仪器 4.1 直流电源 最高输出电压不低于30V，输出电流不大于2A，波纹电压不大于10mV。 4.2 电压表 精度等级不低于5‰。量程10mV~100V，内阻大于10kΩ/V。 4.3 标准电阻 阻值为1Ω的标准电阻两件，精度等级不低于千分之一。 4.4 游标卡尺 测量范围不小于200mm，可以是数显卡尺，也可以是非数显卡尺，精度为0.01mm。如要实现自动化测量，应采用具有通讯功能的数显卡尺。 4.5 数字欧姆表 数字式欧姆表电阻分辨率不大于10μΩ、测量量程不小于2000Ω、精度等级不低于1‰，通电电流范围1mA~1A，具备不同档的电流调节功能。 4.6 夹具和电极 测量碳纤维复丝电阻率用夹具和电极推荐选用图2方式。用作电压端的刀型电极其刀口厚度为0.1~0.2mm，刀口宽度推荐8~10mm，材料为工业紫铜，刀架和夹板由电绝缘材料制成，一端夹具沿测量长度方向可自由移动。 图 2 测碳纤维复丝电阻率用夹具和电极 1—线材样品；2—固定端夹具；3—移动端夹具；4—绝缘软垫板 测量碳纤维单丝电阻率用夹具和电极推荐选用图3方式。图中导电金属丝一般采用纯度大于99.9%的纯银丝，用作电压电极和电流电极材料为导电金属材料，绝缘垫板可采用PCB（Printed Circuit Board）电路板，两个电压电极接触的导电金属丝之间距离（即样品有效测量长度）宜选用25mm。 图3 测量碳纤维单丝电阻率用夹具和电极 1—碳纤维单丝样品；2—导电金属丝；3—电压电极；4—电流电极；5—绝缘垫板 样品要求 5.1样品预处理 如果碳纤维样品的上浆剂含量大于1%时，宜将碳纤维复丝样品碳纤维两端泡于丙酮溶液中24小时以上（中段保留100mm左右不浸入溶液）去除上浆剂。碳纤维单丝样品原束丝整体放入丙酮溶液中浸泡24小时以上。取出样品室温干燥后使用。必要时再将样品置于烘箱中，在300~350℃下处理2h~3h，自然冷却到室温，置于干燥器中备用。 5.2 取样 碳纤维复丝样品直接从缠绕架上剪取，有效样品数量不少于3件，每件长度不少于300mm，不得有目视可见的擦伤、起毛和断丝等缺陷。 碳纤维单丝样品用尖头镊子从碳纤维束丝中逐根分离取出，有效样品数量不少于5件，每件长度不少于50mm，不得有目视可见的擦伤、起毛和断丝等缺陷。 试验条件 环境要求 通常室内温度宜保持20~30℃，相对湿度15~75%。在同一个标准化周期内室内温度变化不超过5℃。 电源 为保证仪器的稳定性，电源电压变化宜在±10%，频率变化小于±2%，保证交流电源为正弦波。根据仪器使用要求，配备专用地线。 测量程序 碳纤维复丝电阻测量 将样品置于图2所示的夹具之下，接触良