稀土永磁材料物理性能测试方法 第3部分：电阻率的测定

` ICS点击此处添加 ICS 号 CCS 点击此处添加 CCS 号 中中华华人人民民共共和和国国国国家家标标准准 GB/T XXXXX—XXXX 稀土永磁材料物理性能测试方法 第 3 部分：电阻率的测定 Test s for physical property of rare earth permanent magnetic materials Part 3: Determination of resistivity （工作组讨论稿） XXXX - XX - XX 发布XXXX - XX - XX 实施 GB/T XXXXX—XXXX I 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本部分为 GB/T31967的第3部分 。 本文件由包头稀土研究院提出。 本文件由全国稀土标准化技术委员会 (SAC/TC229)归口。 本文件起草单位：包头稀土研究院、中国计量科学研究院、中科三环。 本文件主要起草人：任少卿、侯瑞芬、陈冶安 GB/T XXXXX—XXXX 1 稀土永磁材料物理性能测试方法 第 3 部分：电阻率的测定 1范围 本标准规定了稀土永磁材料体积电阻率和表面电阻率的测量方法。 本标准适用于烧结钕铁硼永磁体、热压钕铁硼永磁体和烧结钐钴永磁体电阻率的测量。 本标准主要规定了采用四探针法、 范德堡法和凯尔文电桥法作为永磁体电阻率的测量方法， 可测量 范围为10-3~10-1μΩ·m。本标准还规定了被测样品的尺寸、电流设定范围、电压读取方式以及电阻率的测 量复现性等。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 JJG 508四探针电阻率测试仪 JJF 1059.1测量不确定度的评定与表示 JJF1516非铁磁金属电导率样（块）校准规范 GB/T 8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 2900.60电工术语 电磁学（IEC60050 (121) ：EQV） SJ/T 10315四探针探头通用技术条件 GB/T 17951硬磁材料一般技术条件 GB/T 40389烧结金属材料（不包括硬质合金）表面粗糙度的测定 3术语和定义 GB/T 2900.60-2002界定的下列术语和定义适用于本文件。 电压端子(voltage terminal) 用于检测待测试样上任意两点之间电势差的针状探针或刀口状夹具。 电流端子(current terminal) 用于给试样加载电流的针状探针或夹具。 探针间距（distance of probes） 接触样品表面的任意两个最邻近探针针尖之间的距离。 表面粗糙度（roughness） 表面粗糙度是一种计量单位, 是高度轮廓的算术平均偏差。 GB/T XXXXX—XXXX 2 3.5 体积电阻率体积电阻率 （（volume resistivity）） 材料每单位体积对电流的阻抗，用来表征材料的电性质。 3.6 表面电阻率表面电阻率 （（surface resistivity）） 在试样表面上两电极之间所加电压与流过两电极间电流的比。 3.7 四探针法四探针法 （（four probe ）） 四探针测试技术， 是用四根等间距配置的探针扎在试样表面上， 由恒流源给外侧的两根探针提供电 流，然后测量出中间两根探针之间的电压，就可以求出试样的电阻率。 3.8 凯尔文电桥法凯尔文电桥法 (Kelvin(Kelvin bridgebridge ))( (引自引自GB/T351-2019)GB/T351-2019) 二个电流端子从试样两端加载电流， 通过测量试样中间相隔一定间距的二个电压端子之间的电压来 测试电阻率的方法。亦称为双臂电桥四触点法。适用于测量细长条形状试样。 3.9 范德堡法范德堡法 (Van(Van derder pauwpauw )) 二个电压端子和二个电流端子均匀分布在的圆片或方片试样四周的四触点测电阻率的方法。 实际测 量时，通常为正方形或圆形试样。适用于厚度远小于边长材质均匀的薄片状试样。 4测试环境 电阻率测试环境温度为23±5℃，相对湿度不大于56%RH。 5四探针法测量电阻率 测量原理 排列成一直线的四探针垂直压在被测试样平坦表面上，电流端子1、4间通电流I，电压端子2、3间 测量电压U；在满足一定条件下，四探针附近钕铁硼试样的表面电阻率ρ，可用公式(1)和(2)计算。测 量原理见图1。 �� = 2���� �� �� （1） �� = ( 1 ��1 + 1 ��2 − 1 ��1+��2 − 1 ��2+��3 )−1（2） 式中： ρ ——表面电阻率，单位为微欧姆米（μΩ·m）； π ——圆周率，此处为3.14； l ——探针系数，单位为毫米（mm）； U ——电压,单位为毫伏（mV）; I——电流，单位为安（A）； GB/T XXXXX—XXXX 3 l1——探针1、2间的距离，单位为毫米（mm）； l2——探针2、3间的距离，单位为毫米（mm）； l3——探针3、4间的距离，单位为毫米（mm）。 图 1四探针法示意图 设备及仪器 5.2.1恒流电源 能提供10-5A～1A的直流电流，测量时其值已知且稳定在±0.5％以内。 5.2.2数字电压表 能测量10-2mV～103mV的电压，误差小于±0.5％。仪表的输入阻抗应大于钕铁硼试样体电阻加试样 与探针间的接触电阻的三个数量级以上。 5.2.3探针装置 探针头用工具钢、碳化钨等材料制成，直径0.5mm或0.8mm左右。探针针尖压痕的线度必须小于 100μm，探针间距用测量显微镜(刻度0.01mm)测定。探针间的机械游移率 ＜0.3％，探针间的绝缘电 阻大于103MΩ。 5.2.4探针架 要求提供5N～16N(总力)，且能保证探针与试样接触的位置重复在探针间距的±0.5％以内。 5.2.5稳压电源 对外输出220V交变电压，且误差在±1%以内。 5.2.6游标卡尺 精确到±0.02mm，用于测量样品的尺寸。 GB/T XXXXX—XXXX 4 测量步骤 5.3.1试样要求及制备 试样待测平面尺寸应大于探针间距10倍，试样厚度应大于探针间距的4倍。试样待测面用大于500 目的砂纸抛磨或者等效的方式制备出平整的测试区域，保证该平面无机械损伤，无玷污物，表面粗糙度 达到5μm以下。 5.3.2测量部位 选取试样待测平面中心为测试点。 5.3.3测量 把探针垂直压在被测试样表面待测区域上， 调节电流到规定值。 试样电流根据探针间距的选取不同。 按照公式2计算得到探针系数l，电流值I的大小取为2πl，根据公式1即可得到ρ=U。测量时分别给试样施 加正向电流与反向电流一次，读数分别为+U与-U，ρ=(∣+U∣+∣-U∣)/2即为电阻率的测量值。 测试报告 测试报告应包括如下内容： a)测量设备说明； b)试样的编号及说明； c)测量方法； d)测量电流； e)探针间距； f)试样电阻率；