ダイの側壁は非導電性でなければなりません。測定中の電流の経路を厳密に定義するためです。側壁が導電性の場合、電流は複合ペレットを迂回してダイ自体を流れてしまい、短絡が発生します。ポリアセタール樹脂のような絶縁材料を使用することで、直流（DC）がサンプルを垂直に通過するように強制され、データが装置の特性ではなく、材料の実際の抵抗を反映するようになります。
正確な抵抗率試験は、電流経路の分離に完全に依存します。非導電性ダイ壁を使用することで、電流の漏れを排除し、測定された抵抗が複合材料の内部構造と粒子界面の結果であることを保証します。
測定セットアップの物理学
電流経路の制御
抵抗率を正確に測定するには、試験環境は基本的にサンプルのみを含む閉回路である必要があります。
このセットアップでは、上下のパンチは導電性（通常はステンレス鋼）であり、電極として機能します。非導電性の側壁はバリアとして機能します。
この構成により、電流は厳密な垂直経路で流れるようになります。上部パンチから入り、圧縮されたペレットを通過し、下部パンチから出ます。
電流漏れの防止
電気は自然に抵抗の最も少ない経路をたどります。
ダイ壁が金属製の場合、複合粒子ペレットよりも抵抗が低い可能性が高いです。電流は壁に「漏れ」、事実上サンプルを迂回して流れます。
この漏れは結果を歪め、材料が実際よりも導電性が高いことを示唆する読み取り値につながります。
材料特性評価が絶縁に依存する理由
真のバルク抵抗率の測定
この試験の目的は、ペレットの体積の固有の特性であるバルク抵抗率を決定することです。
これを計算するには、電流が通過した経路の正確な断面積と長さを知る必要があります。
電流が壁に漏れると、有効面積は不明になります。非導電性の壁は、測定体積がペレットの物理的寸法と一致することを保証します。
界面接触特性の評価
複合粒子ペレットでは、抵抗率は個々の粒子が互いにどれだけうまく接触しているかに大きく影響されます。
これは界面接触として知られています。高い抵抗は、粒子間の接触不良や圧縮の隙間を示していることがよくあります。
電流がダイ壁を漏れると、これらの内部構造のニュアンスがマスクされます。パッキング密度と粒子配置が材料の導電性にどのように影響するかを分析する能力を失います。
トレードオフの理解
非導電性材料の機械的限界
ポリアセタール樹脂のような材料は、この用途において電気的に優れていますが、鋼のような機械的硬度を欠いていることがよくあります。
金属は変形なしに immense な圧力に耐えることができます。樹脂は高圧圧縮下でより速く変形したり摩耗したりする可能性があります。
圧力と精度のバランス
これにより、印加できる圧力と電気データの精度との間にトレードオフが生じます。
ペレットを圧縮するために使用する圧力が、非導電性ダイの機械的降伏強度を超えないようにする必要があります。過度の圧力は樹脂を割ったり、膨張させたりして、ペレットの形状を変化させ、抵抗率の計算を歪める可能性があります。
目標に合った選択をする
有効なデータを確保するには、装置の選択を特定の試験パラメータに合わせる必要があります。
- 電気的精度が主な焦点の場合：最大圧縮圧力を制限する場合でも、漏れゼロを保証するために壁材料の絶縁強度を優先してください。
- 高圧圧縮が主な焦点の場合：使用されている非導電性樹脂が、目標密度を達成するために必要な特定の負荷に対して強化されているか、定格されていることを確認してください。
電流経路を分離することで、単純な抵抗チェックを材料の内部構造への正確な窓に変えることができます。
概要表：
| キーポイント | 説明 |
|---|---|
| 電流経路制御 | 非導電性壁は、電流がダイを迂回するのではなく、ペレットを垂直に流れるように強制します。 |
| 短絡の防止 | 導電性ダイ壁を通る電流の漏れを排除し、結果を偽造します。 |
| 真の抵抗率の測定 | 測定された抵抗が、材料の内部構造と粒子界面を反映することを保証します。 |
| 機械的トレードオフ | ポリアセタール樹脂のような非導電性材料は、金属ダイよりも低い圧力限界を持つ場合があります。 |
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