介電常數(shù)和介質(zhì)損

關(guān)于介電常數(shù)和介質(zhì)損第1頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切

在電場作用下，能產(chǎn)生極化的一切物質(zhì)又被稱之為電介質(zhì)。電介質(zhì)在電子工業(yè)中用來做集成電路的基板、電容器等。如果將一塊電介質(zhì)放入一平行電場中，則可發(fā)現(xiàn)在介質(zhì)表面感應(yīng)出了電荷，即正極板附近的電介質(zhì)感應(yīng)出了負(fù)電荷，負(fù)極板附近的介質(zhì)表面感應(yīng)出正電荷。這種電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生感生電荷的現(xiàn)象，稱之為電介質(zhì)的極化。感應(yīng)電荷產(chǎn)生的原因在于介質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、分子、離子)在電場作用下正負(fù)電荷重心的分離，變成了偶極子。不同的偶極子有不同的電偶極矩，電偶極矩的方向與外電場方向一致。第2頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月材料極化第3頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月四、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切基本概念：介電常數(shù)：以絕緣材料為介質(zhì)與以真空為介質(zhì)制成同尺寸電容器的電容量之比值。表示在單位電場中，單位體積內(nèi)積蓄的靜電能量的大小。是表征電介質(zhì)極化并儲(chǔ)存電荷的能力，是個(gè)宏觀物理量。介質(zhì)損耗置于交流電場中的介質(zhì)，以內(nèi)部發(fā)熱(溫度升高)形式表現(xiàn)出來的能量損耗。第4頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

基本概念：介質(zhì)損耗角對電介質(zhì)施加交流電壓，介質(zhì)內(nèi)部流過的電流相量與電壓相量之間的夾角的余角。介質(zhì)損耗角正切對電介質(zhì)施以正弦波電壓,外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角δ的正切值--tgδ.其物理意義是：第5頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

一些材料的ε數(shù)值：

石英—3.8；絕緣陶瓷

—6.0；耐熱玻璃 3.8—3.9;紙—70PE—2.3；PVC—3.8

有機(jī)玻璃—

2.63

高分子材料的ε由主鏈結(jié)構(gòu)中的鍵的性能和排列所決定。分子結(jié)構(gòu)極性越強(qiáng),ε和tg越大.

非極性材料的極化程度小,ε和tg都較小.極性取代基團(tuán)影響更大,其數(shù)目越多,ε和tg越大第6頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月介電性的應(yīng)用

tg

大，損耗大，材料發(fā)熱。電容介質(zhì)大，tg

小作絕緣材料或電容器材料的高聚物,介電損耗越小越好

航空航天材料小，tg

大，靜電小

高頻焊接：薄膜封口，tg

大需要通過高頻加熱進(jìn)行干燥,模塑或?qū)λ芰线M(jìn)行高頻焊接時(shí),要求高聚物的介電損耗越大越好.

高頻電纜—用PE(非極性)而不用PVC(極性)

第7頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

影響因素(1)濕度

材料的極性越強(qiáng)受濕度的影響越明顯。主要原因是高濕的作用，使水分子擴(kuò)散到高分子的分子間，使其極性增加；同時(shí),潮濕的空氣作用于塑料表面,幾乎是在幾分鐘內(nèi)就使介質(zhì)表面形成一個(gè)水膜層,它具有離子性質(zhì),增加表面電導(dǎo).因此,材料的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切tgδ都隨之增加.試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)和測試都應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境.第8頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)溫度第9頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

影響因素(3)測試電壓板狀試樣:電壓2KV影響不大,過高則增加附加損耗.

薄膜:電壓低于500V.過大使tgδ明顯增加.(4)測試用接觸電極高頻下,電極的附加損耗變大,因而電極材料本身的電阻一定要小.

第10頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月高聚物的介電性能

高聚物ρv體積電阻率（.m）

擊穿強(qiáng)度(MV/m)介電常數(shù)（60Hz）介電損耗角正切值（60Hz）聚乙烯（高密度）聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯尼龍6尼龍66滌綸聚甲醛聚碳酸酯聚四氟乙烯聚砜丁苯橡膠1014

>1014

1014

1012-1015

1012-1015

1012

1012-1016

1012

1014

1016

1014

1013

26-28

302415-252215-19

18-617-2225-4016-20202.2-2.4(1016Hz)

2.0-2.6(1016Hz)2.5(1016Hz)3.2-3.6(1016Hz)4.14.03.43.73.02.0-2.22.9-3.12.2

<0.05

0.

001<0.

0050.04-0.08(1016Hz)0.

010.0140.0210.0050.0060.00020.01-0.0060.004第11頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月其它電性能指標(biāo)相比漏電起痕指數(shù)(CTI)

材料表面能經(jīng)受住50滴電解液而沒有形成漏電痕跡的最高電壓值，以伏(v)為單位。

耐漏電起痕指數(shù)(PTI)

材料表面能經(jīng)受住50滴電解液而沒有形成漏電痕跡的耐電壓值，以伏(v)為單位。

第12頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月相比漏電起痕指數(shù)測定第13頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月相比漏電起痕指數(shù)測定第14頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月相比漏電起痕指數(shù)測定試樣應(yīng)水平放置在支撐板上，按圖將電極裝好，并施加1N的壓力，用量規(guī)檢查兩電極間的距離為4.0土0.1mm。先對兩電極加25v倍數(shù)的適當(dāng)電壓,調(diào)整可變電阻,使電極短路電流為1.0+0.1A。在兩電極供電下，以30+5s的時(shí)間間隔下將電解液液滴滴入兩電極間的試樣上，直到試樣發(fā)生破壞或滴下50滴為止。試樣發(fā)生以下兩種情況之一視為破壞: