芯耀
123
在石墨電極電阻率測定領域，四探針法和兩探針法是兩種常用的技術手段，二者各有特點，適用于不同的應用場景。
一、測量原理
兩探針法
兩探針法是一種較為基礎的測量方法，其原理是將兩根探針與石墨電極樣品表面緊密接觸，通過施加電流，并測量兩探針之間的電壓降，再依據(jù)歐姆定律（R = V/I，R 為電阻，V 為電壓，I 為電流）計算出樣品的電阻值，進而根據(jù)樣品尺寸換算出電阻率。然而，該方法在測量過程中，探針與樣品的接觸電阻、探針間距的精確控制等因素，都會對測量結果產生較大影響 ，導致測量誤差較大。
四探針法
四探針法采用四根探針，外側兩根探針用于施加電流，內側兩根探針用于測量電壓。這種設計能有效降低接觸電阻對測量結果的影響，因為電流通過外側探針流入和流出，內側探針測量的是樣品內部的電壓降，極大減少了探針與樣品表面接觸電阻帶來的干擾。并且，四探針法可根據(jù)探針的排列方式和間距，通過特定的理論公式直接計算出樣品的電阻率，無需像兩探針法那樣精確測量樣品的尺寸，簡化了測量流程。
二、測量精度
兩探針法
由于兩探針法難以消除探針與樣品的接觸電阻以及電極邊緣效應的影響，測量結果的準確性和重復性較差。尤其是對于電阻率較低的石墨電極樣品，接觸電阻在總電阻中的占比相對較大，會使測量的電阻值產生較大偏差，導致測量精度較低，通常誤差范圍在 ±5% - ±10% 左右。
四探針法
四探針法憑借獨特的設計，能夠有效克服接觸電阻和邊緣效應的干擾，測量精度更高，誤差一般可控制在 ±0.1% - ±1% 范圍內。無論是測量高電阻率還是低電阻率的石墨電極樣品，四探針法都能提供更可靠、穩(wěn)定的測量結果，尤其適用于對測量精度要求極高的科研實驗和高端生產檢測場景。
三、操作難度
兩探針法
兩探針法操作相對簡單，所需設備也較為基礎，對操作人員的技術要求不高。只需將兩根探針準確放置在樣品表面并施加電流和測量電壓即可。但要獲得較為準確的測量結果，需要精確測量樣品的尺寸，且對探針與樣品的接觸壓力和位置有一定要求，否則容易引入較大誤差。
四探針法
四探針法雖然原理相對復雜，但現(xiàn)代的四探針石墨電極電阻率測定儀通常具備自動化程度較高的操作系統(tǒng)，可自動完成電流施加、電壓測量以及電阻率計算等過程。操作人員只需將樣品放置在合適位置，設置相關參數(shù)即可。不過，在儀器校準和維護方面，四探針法對操作人員的技術要求略高于兩探針法，需要操作人員具備一定的專業(yè)知識和技能，以確保儀器的正常運行和測量準確性。
四、適用場景
兩探針法
由于其操作簡便、設備成本較低，兩探針法常用于對測量精度要求不高的初步篩選檢測、教學實驗以及一些對成本敏感的生產環(huán)節(jié)，例如石墨電極生產過程中的快速質量抽檢，可快速判斷產品是否存在明顯的電阻率異常問題。
四探針法
四探針法憑借高精度的優(yōu)勢，廣泛應用于科研機構對石墨電極材料的深入研究、高端電子產品制造中對石墨電極質量的嚴格把控，以及鋰電池電極材料等對電阻率精度要求極高的生產領域。在這些場景下，準確的電阻率測量結果對于產品性能的優(yōu)化和質量提升具有關鍵作用。
五、設備成本與維護
兩探針法
兩探針法所需設備結構簡單，主要由探針、電源和電壓表等基礎部件組成，因此設備成本相對較低。在設備維護方面，由于部件較少且功能相對單一，維護難度較小，維護成本也較低。但頻繁使用后，探針的磨損可能會對測量結果產生影響，需要定期檢查和更換探針。
四探針法
四探針法的測定儀由于包含更復雜的電路系統(tǒng)、高精度的測量模塊以及自動化控制單元，設備成本明顯高于兩探針法設備。在維護方面，由于儀器的精密性較高，需要專業(yè)人員定期進行校準和維護，以確保儀器的性能穩(wěn)定和測量準確性，維護成本也相對較高。不過，隨著技術的不斷發(fā)展，部分四探針法測定儀的模塊化設計使得維修和更換部件更加便捷，一定程度上降低了維護難度。
綜上所述，四探針法和兩探針法在石墨電極電阻率測定中各有優(yōu)劣。在實際應用中，用戶應根據(jù)自身的測量需求、預算成本、操作能力以及具體使用場景等因素，綜合選擇合適的測量方法和對應的測定儀，以實現(xiàn)高效、準確的石墨電極電阻率測量。
