电阻率是表征材料电学性能的重要参数，其常用测量方法是三电极法，三电极法则主要用于绝缘材料电阻率的测量，例如:Vila等人采用三电极法研究了电子照射对聚乙烯与聚酰亚胺胶带体积电阻的影响，Gonon等人使用三电极系统研究了环氧复合材料电阻率随含水量的变化趋势。

ZST-体积表面电阻率测量仪器：

绝缘材料是指当电压施加在材料两点之间或其内部时，只产生极小甚至可以忽略不计的微弱电流，目前，绝缘材料电阻率测量方法(三电极法)已有相应的美国标准ASTMD-和国家标准GB/T-(与国标IEC-等效)，其方法是:将样品加工成直径为φ=mm左右、厚h=1~3mm的标准尺寸，然后利用高阻计进行测量，非金属矿物通常具有优良的绝缘性能，但是，由于样品加工困难等原因，目前还没有一种测量矿物电阻率的有效方法，难以对非金属矿物绝缘性能进行表征和研究，其主要原因是:许多矿物的解理发育，或本身存在裂纹与缺陷，在加工过程中容易开裂，难以获得如此大的标准尺寸样品，另外，对于其他固体绝缘材料，在一些情况下要加工或获取标准尺寸的样品也是非常困难的，

近年来，非金属矿物因其优良的电气性能和低廉的价格被越来越多的应用于绝缘材料中，例如，年我国的矿物填料在塑料和橡胶中的用量已分别达到×和×t，成为我国矿物材料产业的重要组成部分，因此，研究一种适用于矿物及固体绝缘材料小块样品电阻率测量的实验装置和方法，不仅对矿物绝缘性能的表征和研究具有不可替代的作用，而且由于实验样品尺寸的大幅减少，将使矿物粉体及其他粉体材料电阻率测量成为可能，这对于矿物资源开发利用以及新型绝缘材料研究与应用都具有十分重要的意义，

本工作根据国家标准GB/T-和数字高阻计特点，研制出一种适用于矿物及固体绝缘材料小块样品(直径φ=18mm)电阻率测量的小型电极实验装置，并与通用高阻计配套使用，对一些非金属矿物及固体绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率进行较系统测量，通过与标准电极(样品直径φ=mm)测试结果以及这些材料已知数据进行比较分析，获得了一致的结果。

小型电极系统的关键技术参数:

三电极系统是整个装置的核心，如图2所示，其技术关键是保护电极的内外径、测量电极的直径以及保护电极与测量电极之间的间隙尺寸大小等关键技术参数的确定，(i)保护电极的内外径尺寸，样品直径的大小直接决定三电极的尺寸大小，样品直径过小，三电极尺寸将相应减小，并导致保护电极与测量电极之间的间隙尺寸g过小，从而影响整个装置的使用安全性;相反，若样品尺寸过大，又使得实验装置失去其小型化意义，经过多次试验，最终确定样品直径F=18mm，其面积为，34mm2，而F=mm的标准样品，其面积为mm2，与之相比，小型电极样品面积减少了30，86倍，使矿物及固体绝缘材料小块样品电阻率测量成为可能。

在绝缘电阻测量时，为了抵消表面或体积效应引起的误差，保护电极2-1#外径d3和高压电极3-1#直径d4应与样品0#直径d0相同，即d3=d4=d0=18mm，另外，由于电极尺寸较小，如果保护电极2-1#厚度过大，将导致与高压电极3-1#之间隙尺寸过小而降低系统的安全性，并将大大增大加工难度，因此，综合各方面因素，保护电极2-1#的最小厚度为1mm，则保护电极2-1#内径d2=16mm。

(ii)测量电极直径尺寸，由公式(3)可知，d2/d1为定值，表面电阻率与d2/d1比值有关，而与试样大小无关，因此，可由高阻计直接读取，于标准电极d2/d1=54cm/50cm=1，08，此常数不可更改，那么小型电极d2/d1也应等于1，08，由于小型电极的保护电极2-1#内径d2=16mm，那么可确定测量电极1-1#直径d1=16mm/1，08=14，8mm。

(iii)保护电极与测量电极之间的间隙尺寸，由于保护电极2-1#内径d2=16mm，测量电极1-1#直径d1=14，8mm，并由于二者之间的间隙距离21/2，gdd=那么，可确定间隙尺寸g=(16mm14，8mm)/20，6mm。

需要说明的是，由于高阻计最高工作电压通常为1kV，而空气的直流击穿强度为33kV/mm，在最高工作电压下，临界击穿间歇g=1kV/(33kV/mm)≈0，03mm，也就是说，一般情况下，只要间歇尺寸g0，03mm，就能保证不被击穿，但是，在使用过程中，由于样品表面杂质和空气中悬浮颗粒可能落入间隙中，如果g过小，就容易被击穿，难以保证设备安全，由于该装置g=0，6mm，大于临界击穿间歇近20倍，能够保证电极系统的安全使用，