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測量介電常數(shù),、電容率、介質(zhì)損耗特性的影響因素有哪些,？
閱讀：8331發(fā)布時間：2017-11-9
型號：ZJD-B介電常數(shù)介質(zhì)損耗及ZJD-C介電常數(shù)介質(zhì)損耗
測量介電常數(shù),、電容率、介質(zhì)損耗特性的影響因素有哪些,？
X1.電容率和損耗特征的影響因素
X1.1 頻率
X1.1.1 絕緣材料能在整個電磁波頻譜上使用,，這些頻譜包括從直流電到至少3×1010Hz的無線電頻率。僅存在非常少數(shù)的材料,，如聚苯乙烯,，聚乙烯，熔融二氧化硅,，它們的電容率和損耗指數(shù)在該頻率范圍內(nèi)是近似恒定的,。有必要在材料將采用的頻率下測量電容率和損耗指數(shù)，同時有必要在放置時的幾個合適頻率下測量電容率和損耗指數(shù),，如果該材料將在某個頻率范圍使用的話,。
X1.1.2 當材料存在電介質(zhì)極化時，則可導致電容率和損耗指數(shù)隨著頻率的變化,。兩種zui重要的極化是由于極性分子導致的偶極極化,，以及材料不均勻性導致的界面極化。圖X1.1顯示了電容率和損耗指數(shù)隨著頻率的變化（17）,。在zui高頻率下開始,，此時電容率通過一種原子或電子的極化來進行測定，每次成功的極化,，不管是偶極極化還是界面極化,，都促進電容率結果在零頻率時具有zui大值,。每一次極化都提供了一個zui大的損耗指數(shù)和耗散因子。在損耗指數(shù)為zui大值時的頻率成為該極化的松弛頻率,。它也是電容率以zui大速率zui大的頻率以及發(fā)生一半的該極化變化的頻率,。這些極化影響相關的知識將常常有助于確定應在哪個頻率下執(zhí)行測量。
X1.1.3 自由離子或電子導致的電介質(zhì)的任何直流電導不會對電容率產(chǎn)生直接影響,，但將產(chǎn)生一個耗散因子,，該耗散因子隨著頻率發(fā)生相反得變化，同時在零頻率時變得無限大（圖X1.1的虛線）,。
X1.2 溫度
X1.2.1 溫度對某*緣材料的主要電學影響是將增大其極化時的松弛頻率,。它們隨著溫度以一定速率成倍zui大，該速率使得當溫度在6~50℃范圍內(nèi)增大時,，可導致松弛頻率出現(xiàn)十倍的增大,。在較低頻率下的電容率的溫度系數(shù)將總是為正值，除了許多原子和電子極化導致電容率溫度系數(shù)為負值的事實之外,。然而在高頻率下,，溫度系數(shù)將為負值，在某些中間頻率時可變?yōu)榱?，而在偶極或截面極化的松弛頻率下該溫度系數(shù)為負值,。
X1.2.2 損耗指數(shù)和耗散因子的溫度系數(shù)可為正值或負值，這取決于松弛頻率的測量關系式,。當頻率高于松弛頻率時，該值為正值,，而對于較低頻率,，該值為負值。因為界面極化的松弛頻率通常低于1Hz,，損耗指數(shù)和耗散因子的相應溫度系數(shù)將在所有通用測量頻率下為正值,。因為某一電介質(zhì)的直流電導通常隨著溫度的倒數(shù)減小而成倍增大，由此導致?lián)p耗指數(shù)和耗散因子值將以一種類似的方式增大,，同時將產(chǎn)生一個較大的正值溫度系數(shù),。
X1.3 電壓
X1.3.1 所有電介質(zhì)極化，除了界面極化幾乎與存在的電位梯度無關,，直到該梯度值達到在材料空隙或材料表面上發(fā)生電離,，或者發(fā)生擊穿的數(shù)值。在界面極化中,，自由離子數(shù)量可能隨著電壓而增大,，同時可能改變極化和其松弛頻率的大小。直流電導也會受到類似的影響,。
X1.4 濕度
X1.4.1 濕度對某*緣材料的主要電學影響是將極大得增加其界面極化的大小,，因此增大其電容率，損耗指數(shù)和其直流電導。這些濕度影響是由水吸入材料體積,，以及在材料表面形成離子化水膜而導致的,。后者在幾分鐘之內(nèi)形成，然而前者可能需要幾天,，有時甚至是幾個月來達到平衡,，特別是對于較厚和相對不透水材料（15）。
X1.5 水浸泡
X1.5.1 水浸泡對某*緣材料的影響近似為100%相對濕度暴露的影響,。水被吸入材料體積中,，通常其吸水速率大于100%相對濕度下的吸水速率。然而,，當zui終達到平衡時,，在兩種條件下的吸水的總量基本是相同的。如果材料存在水溶性物質(zhì),，水浸泡下的濾出將顯著快于在100%相對濕度且不冷凝前提下的濾出,。如果浸泡所用水不純，其雜質(zhì)可能進入材料中,。當材料去除水進行測量時,，與在100%相對濕度且不冷凝前提下產(chǎn)生的效果相比，其表面形成的水膜將變得更厚,，同時導電性更好,，同時這將要求一些時間來達到平衡。
X1.6 氣候
X1.6.1 氣候作為一種自然現(xiàn)象,，其包括溫度和濕度改變,，降雨，颶風,，大氣雜質(zhì)和太陽紫外線和熱量的影響,。在這些條件下，某*緣材料表面可能發(fā)生*性變化,，如物理上的粗糙化和裂解,，化學上的更多易溶成分的損失以及表面沉積的鹽，酸和其它雜質(zhì)的反應,。表面上形成的任何水膜將變得更厚和更容易導電,，同時水將更容易滲入材料體積中。
X1.7 損失
X1.7.1 在電壓和溫度的工作條件下,，由于吸收濕分,，材料表面物理變化，材料成分化學變化,，以及材料表面和內(nèi)部空隙表面的電離影響,，某*緣材料可能損失電學強度,。通常來說，材料電容率和耗散因子將增大,，同時它們的增大值將隨著測量頻率降低而變得更大,。在充分理解X1.1-X1.6列出的影響之后，任何電學性能的觀測變化,，特別是耗散因子,，可作為損失的一種度量方式，也就是指電介質(zhì)強度減小的一種度量方式,。
X1.8 調(diào)節(jié)
X1.8.1 許多絕緣材料的電學特征取決于溫度,，濕度和水浸泡性，正如以上章節(jié)所述,，因此通常有必要規(guī)定某一樣本的過去歷史以及其與這些因素相關的試驗條件,。除非將在室溫（20-30℃）下執(zhí)行測量，同時未規(guī)定相對濕度,，樣本應按規(guī)程D618進行調(diào)節(jié),。所選程序應zui能接近匹配工作條件。當數(shù)據(jù)要求包含寬范圍的溫度和相對濕度時,，將有必要使用中間值,，同時可調(diào)節(jié)至平衡。
X1.8.2 保持規(guī)定相對濕度的方法見規(guī)程D5032和E104所述,。
X1.8.3 部件調(diào)節(jié)規(guī)范見規(guī)范E197所述,。
備注：
Polarizations：極化；Interfacial：界面,；Dipole：偶極
Permittivity：電容率,；Loss index：損耗指數(shù)；Log Frequency：對數(shù)頻率
圖X1.1 典型極化
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