介电常数及介质损耗测试仪有哪些理论知识

介电常数及介质损耗测试仪有哪些理论知识

       在电场作用下，能产生极化的一切物质又被称之为电介质。电 介质在电子工业中用来做集成电路的基板、电容器等。如果将一 块电介质放入一平行电场中，则可发现在介质表面感应出了电荷， 即正极板附近的电介质感应出了负电荷，负极板附近的介质表面 感应出正电荷。这种电介质在电场作用下产生感生电荷的现象， 称之为电介质的极化。 感应电荷产生的原因在于介质内部质点 (原子、分子、离子)在电场作用下正负电荷重心的分离，变成了 偶极子。不同的偶极子有不同的电偶极矩，电偶极矩的方向与外 电场方向一致。

基本概念： • 介电常数：以绝缘材料为介质与以真空为介质制成同尺寸电 容器的电容量之比值。 表示在单位电场中，单位体积内积蓄的静电能量的大小。 是表征电介质极化并储存电荷的能力，是个宏观物理量。 • 介质损耗 置于交流电场中的介质，以内部发热(温度升高) 形式表现出来的能量损耗。

• 介质损耗角:对电介质施加交流电压，介质内部流过的电流 相量与电压相量之间的夹角的余角。 • 介质损耗角正切 对电介质施以正弦波电压,外施电压与相 同频率的电流之间相角的余角δ的正切值--tgδ. 其物理意义是：

一些材料的ε数值： 

石英 — 3.8；

绝缘陶瓷 — 6.0； 

耐热玻璃 3.8 — 3.9; 

纸 — 70 

PE — 2.3； 

PVC — 3.8 

有机玻璃 — 2.63 

高分子材料的ε由主链结构中的键的性能和排列所决定。 

• 分子结构极性越强, ε和tg越大. 

非极性材料的极化程度小,ε和tg都较小. 

• 极性取代基团影响更大,其数目越多, ε和tg越大

介电性的应用

tg 大，损耗大，材料发热。 

• 电容介质  大，tg 小 作绝缘材料或电容器材料的高聚物,介电损耗越小越好 

• 航空航天材料  小，tg 大，静电小 

• 高频焊接：薄膜封口，tg 大 需要通过高频加热进行干燥,模塑或对塑料进行高频焊接时,要 求高聚物的介电损耗越大越好. 

• 高频电缆—用PE(非极性)而不用PVC (极性)

影响因素:

(1)湿度 材料的极性越强受湿度的影响越明显。主 要原因是高湿的作用，使水分子扩散到高分子的分子 间，使其极性增加；同时,潮湿的空气作用于塑料表面, 几乎是在几分钟内就使介质表面形成一个水膜层,它具 有离子性质,增加表面电导. 因此,材料的介电常数和 介质损耗角正切tgδ都随之增加. 试样的状态调节和测试都应在标准环境

(2) 温度

(3)测试电压 板状试样:电压2KV影响不大,过高则增加附加损耗. 薄膜:电压低于500V.过大使tgδ明显增加. 

(4) 测试用接触电极 高频下,电极的附加损耗变大,因而电极材料本身的电阻一定要小.

高聚物的介电性能