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探討體積電阻率和表面電阻率前，需明晰高分子材料導電原理。多數高分子材料電絕緣性能優異，載流子源于雜質解離、加工引入的可分解分子等。非極性聚合物無導電離子，載流子多來自雜質；高極性聚合物可能發生微量本征解離，提供導電離子。共軛高聚物因共軛效應，π 電子可定向運動導電，電阻大幅下降。例如聚乙烯絕緣性好，聚酰胺電阻率在 1012 ～ 101?Ω?m 范圍。
體積電阻率與表面電阻率的定義及意義
1. 體積電阻率
體積電阻率（ρv）是絕緣材料內部直流電場強度與穩態電流密度之商，即單位體積內的體積電阻，單位為 Ω?m 。它表征材料本體絕緣性能，是本征特性，與試樣幾何尺寸無關。在電氣設備絕緣設計中，高體積電阻率的高分子材料可確保電流按預定路徑流動，防止漏電和短路。
2.表面電阻率
表面電阻率（ρs）是絕緣材料表面層直流電場強度與線電流密度之商，即單位面積內的表面電阻，單位為 Ω 。其主要反映材料表面導電性能，與表面污染、吸附狀態等密切相關，并非材料固有特性。在電子制造領域，控制表面電阻率可防止靜電積累，保護敏感電子元件，如電子產品包裝常使用低表面電阻率材料消散靜電。
1. 高阻計法（直流放大法）原理及應用
高阻計法是測定高分子材料體積電阻率和表面電阻率的常用方法。其基于直流放大器，放大通過試樣的微弱電流推動指示儀表測量絕緣電阻。施加直流電壓 U 于試樣兩端，電流 I 在標準電阻 R0 上產生電壓 U0 ，當 R0 遠小于試樣絕緣電阻 Rx 時，Rx=(U/U0)?R0 。測量體積電阻時，三電極系統中保護電極接地消除表面電流干擾；測量表面電阻時，保護電極施加電壓，高壓電極接地減少體積電流影響。該方法適用于多種固體電工絕緣材料，可測 101?Ω 以下絕緣電阻。
2. 測試設備及操作流程
選用 ZST-212 體積表面電阻率測試儀配合三電極裝置進行測量，以平板試樣測試為例，具體操作流程如下：
1、打開設備電源開關，預熱10分鐘。
2、打開屏蔽箱蓋，將被測試品放置在三電極中間位置，試品應全部覆蓋下電極。
3、按照下圖的接線方式接好線，左側黑色線接上電極，右側紅色線接環電極。
4、調整環電極的位置，環電極和測量電極之間的間隙均勻。
5、關閉屏蔽箱蓋，設置施加電壓、電化時間（默認60s）和厚度。
6、同一個試品需要測量表面電阻和體積電阻時，一定要先測表面電阻后測體積電阻。將測試模式檔位開關至需要的檔位。
7、按啟動按鈕，觀察電阻值和檔位的變化，當檔位穩定開始電化計時，電化時間到后記錄電阻值。
8、測試結束，觀察高壓指示燈滅，打開試驗箱蓋，換取試品，重復步驟2～7。
9、試驗結束，關閉電源，用綢布蓋住設備，保持清潔。
3. 體積電阻率的計算（以間隙2mm為例）
例如：測量體積電阻RV時RV=3.2×1012Ω
體積電阻率怎么計算呢？
d1 : 被保護電極直徑為50mm。
g：測量電極間間隙 g =2mm
h : 絕緣材料試品的厚度（mm）
Rv：體積電阻值
A: 被保護電極有效面積（mm2）
根據本電極的底面積為
比如測量試品的厚度h是2mm，
那么體積電阻率ρV=2123.72/2* RV
=1061.86 RV
=1061.86mm×3.2×1012Ω
≈3.4×1012Ω?m
也就是說只要讀出來體積電阻RV（單位Ω），測量出試品的厚度h（單位mm），
那么
點擊屏幕的Ω?m 可以切換至Ω?cm 。
4. 表面電阻率的計算
例如：測量表面電阻Rs時的表面電阻是Rs=4.0×1013Ω
表面電阻率怎么計算呢？
依下述公式計算出值：
ρS：表面電阻率
Rs：表面電阻值
P : 被保護電極的有效周長（mm）
g : 兩電極之間的距離單位（mm）
ρS≈82 Rs=82×4.0×1013Ω=3.28×1015
也就是說只要讀出來表面電阻Rs（單位Ω），然后乘以82就是表面電阻率。表面電阻率和試品的厚度無關，只和電極的尺寸有關。
1. 溫度的影響
溫度對高分子材料體積電阻率和表面電阻率影響顯著。非極性聚合物導電載離子源于雜質等，一定溫度下熱離解和偶合平衡穩定，溫度升高平衡打破，離子運動加速，電導主導，電阻率下降。離子導電高聚物中，結晶、取向使分子密堆積，自由體積減小，離子遷移率降低，電導率下降，如聚三氟氯乙烯結晶度從 10％增加到 50％時，電導率下降 100 - 1000 倍。電子導電聚合物中，分子密堆砌利于電子傳導，電導率隨結晶度增加而增大。交聯使鏈段活動性變差，自由體積變小，離子電導下降，但電子電導因分子間橋鍵而增大。
2.濕度的影響
濕度對高分子材料電學性能影響不容忽視。水的電導大，濕度增加時，材料表面吸附水分形成水膜，表面電阻率降低；有開口孔隙的材料，水分進入孔隙內部增加導電通路，體積電阻率下降。在潮濕環境下使用的電氣絕緣材料，其體積電阻率和表面電阻率降低可能影響設備正常運行，甚至引發安全隱患。
3.電場強度的作用
低電場強度下，高分子材料電阻率相對穩定。高電場強度時，離子遷移率增大，接近擊穿時出現大量電子遷移，體積電阻率大幅降低。實際使用中，若電場強度超材料承受范圍，會導致絕緣性能下降甚至電擊穿。測定時施加電壓應符合規定，以保證測量結果反映材料正常工作時的電學性能。
4.材料自身特性（分子結構與聚集態結構）
高分子材料的分子結構和聚集態結構是決定電學性能的內在因素。非極性聚合物如聚乙烯、聚丙烯，無導電離子，絕緣性能好，電阻率通常在 101? - 101?Ω?m 范圍；高極性聚合物如聚酰胺，可能發生微量本征解離，電阻率相對較低，在 1012 ～ 101?Ω?m 。共軛高聚物如聚乙炔，因共軛效應表現出半導體甚至導體特性。在聚集態結構方面，結晶、取向使離子導電高聚物電導率下降，電子導電聚合物電導率增大；交聯對離子電導和電子電導影響不同。
5.其他因素
（1）殘余電荷
試樣加工和測試中易產生靜電，尤其是高電阻材料。殘余電荷影響測量準確性，測量前需將試樣電極短路徹一底放電。
（2） 雜散電勢
絕緣電阻測量電路中存在熱電勢、電解電勢、接觸電勢等雜散電勢，其中電解電勢影響最大。如測量表面潮濕試樣體積電阻時，測量極與保護極間可能產生 20mv 電勢。試驗前可通過比較試樣加壓前后高阻計二次指示判斷有無雜散電勢，若指示不同，需排除干擾源。
（3）漏電流
高電阻材料測量中，漏電流影響顯著。采用保護技術，在漏電路徑安置保護導體，截住雜散電流。測量體積電阻時，三電極系統的保護極即保護導體，要求保護電極和測量電極間的試樣表面電阻高于并聯元件電阻 10 - 100 倍。線路連接后，先檢查漏電情況，測量靈敏度范圍內儀器指示電阻值為無限大時，方可進行測量。
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