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咨询电话:13699145010介电常数 εr 本质上是电位移 D 与电场强度 E 的比值,量化了电介质在极化过程中对静电能的储存能力;其数值等于含介质与真空两同尺寸平板电容器电容量之比。εr 的大小由微观极化机制(电子、离子、偶极子及空间电荷极化)决定,受频率、温度、湿度及分子结构极性强度的调制;高频绝缘要求 εr 低以降低寄生电容,高储能电容则追求 εr 大以提升比容。复介电常数 ε*=ε′−jε″ 的虚部 ε″ 对应能量耗散,实部 ε′ 对应能量存储,二者共同构成材料在交变电场中的完整电学响应。
介质损耗角正切 tanδ=ε″/ε′ 是唯yi取决于材料本征属性的损耗指标,其物理含义为单位周期内耗散能量与储存能量之比,可直接决定绝缘体在高电场或高频下的热稳定性与寿命。损耗来源包括电导损耗(自由载流子漂移)、极化损耗(松弛极化滞后)及游离损耗(局部放电),其中偶极子松弛极化在 10^3–10^8 Hz 区间呈现 Debye 型色散,导致 tanδ 出现峰值;当电导率显著增大时,tanδ 转为随频率单调下降,材料趋于欧姆损耗主导。Q 值(=1/tanδ)与 tanδ 成反比,是射频与微波工程中选材的核心优值。
测试层面,εr 与 tanδ 的协同测量采用三电极屏蔽结构以剔除表面漏导,覆盖 40 kHz–200 MHz 的频段:低频段用工频/音频西林电桥,高频段用谐振回路法或阻抗矢量法,通过比较试样引入前后谐振电容与 Q 值的变化,分别由 ΔC 和 ΔQ 解算 εr 与 tanδ。试样制备要求厚度 2 ± 0.5 mm、直径 Φ38 ± 1 mm 的圆片,双面烧渗银电极以保证欧姆接触;体积电阻率 ρv 与表面电阻率 ρs 则借助 500 V–1 min 充电电流分离测量,用于评估长期直流绝缘可靠性。环境控制上,湿度升高使极性或多孔材料表面形成离子型水膜,εr 与 tanδ 同时陡增,因此在航空、航天及高压设备中必须实施防潮密封与“低 εr–低 tanδ"协同设计。
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