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高压自动介电常数|介质损耗试验仪
介电强度，是材料抗高电压而不产生介电击穿能力的量度，将试样放置在电极之间，并通过 一系列的步骤升高所施加的电压直到发生介电击穿，以次测量介电强度。尽管所得的结果是以kv/mm为单位的，但并不表明与试样的厚度无关。因此，只有在试样厚度相同的条件下得到各种材料的数据才有可比性。 介电常数, 用于衡量绝缘体储存电能的性能. 它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。 介电常数代表了电介质的极化程度，也就是对电荷的束缚能力，介电常数越大，对电荷的束缚能力越强。电容器两极板之间填充的介质对电容的容量有影响，而同一种介质的影响是相同的，介质不同，介电常数不同。 体积电阻率，是材料每单位立方体积的电阻，该试验可以按如下方法进行：将材料在500伏特电压下保持1分钟，并测量所产生的电流，体积电阻率越高，材料用做电绝缘部件的效能就越高。 损耗因子也指耗损正切，是交流电被转化为热能的介电损耗（耗散的能量）的量度，一般情况下都期望耗损因子低些好。 高压自动介电常数|介质损耗试验仪技术指标： 型号：ZJD-C 信号源：DDS数字合成信号 频率范围：100KHZ-160MHZ Q分辨率：4位有效数，分辨率0.1 电感测量范围：1nH～140mH,；分辨率0.1 信号源频率精度： 3×10-5 ±1个字,6位有效数 Q值测量范围： 1～1023自动/手动量程 Q值量程分档： 30、100、300、1000、自动换档或手动换档 信号源频率覆盖比：16000:1 采样精度：12BIT Q测量工作误差：＜5% 电感测量误差：＜3% 电容直接测量范围：1pF～2.5uF 调谐电容误差分辨率：±1pF或＜1% 主电容调节范围：17～540pF 谐振点搜索：自动扫描 自身残余电感扣除功能：有 大电容值直接显示功能：有 介质损耗系数精度：万分之一 介质损耗测试范围：0.0001-1 介电常数测试范围：0-1000 环境温度：0℃～+40℃ 消耗功率：约25W LCD显示参数：F,L,C,Q,LT,CT,波段等 Q合格预置范围： 5～1000声光提示 电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz 材料测试厚度： 0.1-10mm 夹具插头间距： 25mm±0.01mm 夹具损耗正切值：≤4×10－4 （1MHz） 测微杆分辨率：0.001mm 准确度：150pF以下±1pF；150pF以上±1% 测试极片：材料测量直径Φ38mm或50mm（二选一），厚度可调 ≥ 15mm |
介电常数，又称电容率〔permittivity 〕,是电位移D与电场强度E之比ε= D/E ，其单位为F/m 。
介电常数小的电介质，其分子为非极性或弱极性构造，介电常数大的电介质，其分子为极性或强极性构造。
介电常数是表征电介质的最根本的参量，是衡量电介质在电场下的极化行为或储存电荷能力的参数。
介质损耗定义：
电介质在单位时间内消耗的能量称为电介质损耗功率，简称电介质损耗。或：电场作用下的能量损耗，由电能转变为其它形式的能，如热能、光能等，统称为介质损耗。它是导致电介质发生热击穿的根源。
损耗的形式：
电导损耗：在电场作用下，介质中会有泄漏电流流过，引起电导损耗。 实质是相当于交流、直流电流流过电阻做功，故在这两种 条件下都有电导损耗。绝缘好时，液、固电介质在工作电 压下的电导损耗是很小的，
极化损耗：只有缓慢极化过程才会引起能量损耗，如偶极子 的极化损耗。
游离损耗：气体间隙中的电晕损耗和液、固绝缘体中局部放 电引起的功率损耗称为游离损耗。
介质损耗的表示：
当容量为C0=e0S/d的平板电容器上 加一交变电压U=U0eiwt。则：
1、电容器极板间为真空介质时， 电容上的电流为：
2、电容器极板间为非极性绝缘材料时，电容上的电流为：
3、电容器极板间为弱导电性或极性，电容上的电流为：
G是由自由电荷产生的纯电导，G=sS/d， C=eS/d
如果电荷的运动是自由的， 则G实际上与外电压额率无关；如果这些电荷是被 符号相反的电荷所束缚， 如振动偶极子的情况，G 为频率的函数。
介质弛豫和德拜方程：
1)介质弛豫：在外电场施加或移去后，系统逐渐达到平衡状 态的过程叫介质弛豫。 介质在交变电场中通常发生弛豫现象，极化的弛豫。在介质上加一电场，由于极化过程不是瞬时的，极化包括两项：
P(t) = P0 + P1(t)
P0代表瞬时建立的极化(位移极化)， P1代表松弛极化P1(t)渐渐达到一稳定值。这一滞后 通常是由偶极子极化和空间电荷极 化所致。 当时间足够长时， P1(t)→ P 1 ∞ ， 而总极化P(t) → P∞ 。
2)德拜(Debye)方程：
频率对在电介质中不同的驰豫现象有关键性的影响。 设低频或静态时的相对介电常数为ε(0)，称为静态相对介电常数；当频率ω→∞时，相对介电常数εr’ →ε∞( ε∞代表光频 相对介电常数)。则复介电常数为：
影响介质损耗的因素：
1、频率的影响
ω→0时，此时不存在极化损 耗,主要由电导损耗引起。 tgδ=δ/ωε，则当ω→0时， tgδ→∞。随着ω升高，tgδ↓。
随ω↑，松弛极化在某一频率开始跟不上外电场的变化， 松弛极化对介电常数的贡献 逐渐减小，因而εr随ω↑而↓。 在这一频率范围内，由于ωτ <<1，故tgδ随ω↑而↑。
当ω很高时，εr→ε∞，介电常数仅 由位移极化决定，εr趋于最小值。 由于ωτ >>1，此时tgδ随ω↑而↓。 ω→∞时，tgδ→0。
tgδ达最大值时ωm的值由下式求出:
tgδ的最大值主要由松弛过程决定。如果介质电导显著变大，则tgδ的最大值变得平坦， 最后在很大的电导下，tgδ无最大值，主要表现为电导损耗特征：tgδ与ω成反。
2、温度的影响
当温度很低时,τ较大，由德拜关系式可知，εr较小，tgδ也较小。此时，由于ω2τ2>>1,由德拜可得：
随温度↑，τ↓，所以εr、tgδ↑
当温度较高时，τ较小，此时ω2τ2<<1
随温度↑，τ↓，所以tgδ ↓。这时电导上升并不明显，主要决定于极化过程：
当温度继续升高，达到很大值时， 离子热运动能量很大，离子在电场作用下的定向迁移受到热运动的阻碍，因而极化减弱，εr↓。此时电导损耗剧烈↑，tgδ也随温度 ↑而急剧上升↑。
3.湿度的影响
• 介质吸潮后，介电常数会增加，但比电导的增加要慢，由于电导损耗增大以及松驰极化损耗增加，而使tgδ增大。
• 对于极性电介质或多孔材料来说，这种影响特别突出，如，纸内水分含量从4%增加到10%时，其tgδ可增加100倍。
降低材料的介质损耗的方法
(1)选择合适的主晶相：尽量选择结构紧密的晶体作为主晶相。
(2)改善主晶相性能时，尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体，最好形成连续固溶体。这样弱联系离子少，可避免损耗显著增大。
(3)尽量减少玻璃相。有较多玻璃相时，应采用“中和效应"和“压抑效应"，以降低玻璃相的损耗。 (4)防止产生多晶转变，多晶转变时晶格缺陷多，电性能下降，损耗增加。
(5)注意焙烧气氛。含钛陶瓷不宜在还原气氛中焙烧。烧成过程中升温速度要合适，防止产品急冷急热。
(6)控制好最终烧结温度，使产品“正烧"，防止“生烧"和“过烧"以减少气孔率。此外，在工艺过程中应防止杂质的混入，坯体要致密。
