介电常数和介质损耗角正切.

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1 介电常数和介质损耗角正切

2 介电常数和介质损耗角正切 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。

3 材料极化

4 四、介电常数和介质损耗角正切 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。

5 基本概念： 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 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：

6 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
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

7 介电性的应用 电容介质  大，tg 小 tg 大，损耗大，材料发热。 作绝缘材料或电容器材料的高聚物,介电损耗越小越好
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)

8 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.

9 (2) 温度

10 影响因素 (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.

11 高聚物的介电性能 高聚物 ρv体积电阻率 （.m） 击穿强度 (MV/m) 介电常数 （60Hz） 介电损耗角正切值 聚乙烯 （高密度）
聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 尼龙6 尼龙66 涤纶 聚甲醛 聚碳酸酯 聚四氟乙烯 聚砜 丁苯橡胶 1014 >1014 1012 1016 1013 26-28 30 24 15-25 22 15-19 18-6 17-22 25-40 16-20 20 (1016Hz) (1016Hz) 2.5(1016Hz) (1016Hz) 4.1 4.0 3.4 3.7 3.0 2.2 <0. 05   0. 001 <0. 005 (1016Hz) 0. 01 0. 014 0.021 0.005 0.006 0.004

12 其它电性能指标 相比漏电起痕指数(CTI) 材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高电压值，以伏(v)为单位。
耐漏电起痕指数(PTI) 材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的耐电压值，以伏(v)为单位。

13 相比漏电起痕指数测定

14 相比漏电起痕指数测定

15 相比漏电起痕指数测定 试样应水平放置在支撑板上，按图将电极装好，并施加1N的压力，用量规检查两电极间的距离为4.0土0.1mm。先对两电极加25v倍数的适当电压,调整可变电阻,使电极短路电流为 A。在两电极供电下，以30+5s的时间间隔下将电解液液滴滴入两电极间的试样上，直到试样发生破坏或滴下50滴为止。 试样发生以下两种情况之一视为破坏: (1)试样表面两电极间的导电通路电流达0.5A以上，且过流继电器延时2s发生动作； (2)虽过流继电器未发生动作，但试样燃烧了

16 影响因素 (1)试样表面状态 表面应清洁，无灰尘、脏物、指印、油脂、脱模剂或其他影响结果的污物。表面污染极易使电极间的试样产生漏痕，因此试验前应对试样表面进行清洁处理。 (2)试验点间距选择 如果在同一片试样上做多点试验，则应注意试验点之间要有足够的距离。该间距的大小应选在前一次试验后飞溅出的污物所污染的部分以外，否则使结果发生偏差。 (3)环境条件的影响 除保持温度在23±1℃条件下试验外，还应注意周围的空气尽量不要流动。空气的流动导致液滴落点的偏离，这是试验所不允许的。因而试验时，电极和样品系统放在一个密封罩内进行.