介电常数怎么测试，介电常数测试方法

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介电常数描述了材料和电场之间的相互作用。介电常数(K*)等于复相对介电常数( *r)或复介电常数(*)与真空介电常数(0)的比值。复相对介电常数的实部(r)表示外电场在材料中储存了多少电能；对于大多数固体和液体，' r >1。

复相对介电常数的虚部(“r”)称为损耗系数，表示材料中储存的电能有多少被消耗或损耗到外电场中。"r总是> 0，并且通常比' r小得多.损耗系数包括介电材料损耗和电导率的影响。

如果用简单的矢量图表示复介电常数，则实部和虚部之间的相位差将为90。它的矢量和与实轴(r)形成一个夹角。通常用这个角度的正切tan或损耗角正切来表示材料的相对“损耗”。如何测试介电常数用平行板法测量介电常数用阻抗测量仪测量介电常数时，通常用平行板法。

平行板法在ASTM D150标准中也被称为三端法。它的原理是在两个电极之间插入一层薄薄的材料或液体形成电容器，然后测量其电容，根据测量结果计算出介电常数。在实际的测试装置中，两个电极安装在测试夹具上，用于固定介电材料。阻抗测量仪会测量电容(C)和损耗(D)的矢量分量，然后通过软件程序计算出介电常数和损耗角正切。

简单测量两个电极之间的介质材料时，会在电极边缘产生杂散电容或边缘电容，使得测量的介质材料电容值大于实际值。边缘电容会导致电流流过介质材料和边缘电容，导致测量误差。

使用保护电极可以消除边缘电容引起的测量误差。保护电极会吸收边缘的电场，所以电极间测量的电容只由流过介质材料的电流形成，这样就可以得到准确的测量结果。当主电极和保护电极结合使用时，主电极称为保护电极。接触电极法该方法通过测量与被测材料直接接触的电极电容(MUT)来推导介电常数。介电常数和损耗角正切由以下公式计算：

其中CP:MUT的等效并联电容[f] d:耗散系数(实测值)TM:MUT的平均厚度[m] A:被保护电极的表面积[m2] D:被保护电极的直径[m] 0:自由空间的介电常数=8.854 x 10-12 [f/m]接触电极法不需要准备任何材料，但是，如果在这种方法中不考虑空气间隙及其影响，可能会产生严重的测量误差。

当电极直接接触MUT时，在MUT和电极之间会形成空气间隙。MUT两边再平再平行，也难免会出现气隙。这个气隙会导致测量结果的误差，因为测得的电容实际上是介质材料和气隙串联结构的电容。通过将介电材料的表面与薄膜电极接触，可以减小空气间隙的影响。虽然需要额外的材料准备(制作薄膜电极)，但可以实现最精确的测量。

非接触电极法在概念上结合了接触电极法的优点，避免了它的缺点。它不需要薄膜电极，但仍然可以解决空气间隙效应。介电常数是从有和没有MUT的两次电容测量中得出的。

理论上，电极间隙(tg)应略小于MUT的厚度(tm)。换句话说，空气间隙(tg-tm)应该比MUT的厚度(tm)小得多。如果要正确进行测量，必须满足这些要求。应进行至少两次电容测量，以使用测量结果计算介电常数。其中Cs1:未插入MUT时的电容[f]CS2；插入MUT时的电容[f]D1；未插入MUT时的耗散系数D2；插入MUT时的耗散系数。

Tg:受保护/受保护电极和未受保护电极之间的间隙[m]TM:MUT的平均厚度[m]

介电常数测试方法如果有必要测量固体材料的介电常数，如陶瓷材料。需要用介电温度谱仪测量。三七介电温度谱仪中的测试夹具是按照国际标准ASTM D150法设计的，采用平行板电极原理。测试电极由上下电极保护电极组成。上下电极具有良好的同心度和平行度，保护电极可以减少环境空气电容的影响，使测试数据更加准确可靠。

因此，测量前应准备好样品。为了保证测量结果的准确性，样品制备应遵循以下几点1、样品尺寸：直径5-40mm(电极直径为26.8mm)，厚度小于8mm2、样品形状制备成圆盘样品，两面镀电极；3、样品的表面必须光滑，以确保与平行电极的良好接触。否则，由于接触间隙，测得的电容值会有误差，影响测试结果。

最后，利用介电温度谱仪自动完成材料在高温下的介电常数测量。其测量软件可同时测量并输出频谱、电压谱、偏置谱、温度谱和介质温度谱数据。支持TXT，Excel，Bmp格式导出。

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