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介電常數測試儀測試結果與什么有關
閱讀：2751發(fā)布時間：2022-4-18
介電常數測試儀測試結果與什么有關
離子位移極化—— Ionic Polarization
電介質中的正負離子在電場作用下發(fā)生可逆的彈性位移,。 正離子沿電場方向 移動,，負離子沿反電場方向移動。由此形成的極化稱為 離子位移極化,。
離子在電場作用下偏移平衡位置的移動相當于形成一個感生偶極矩。
離子位移極化所需時間大約為10-12～10-13秒 ,。不以熱的形式耗散能量,，不導致介電損耗。
介質損耗
•損耗的形式
•介質損耗的表示方法
•介質損耗和頻率,、溫度的關系
•無機介質的損耗
介質損耗定義：
電介質在單位時間內消耗的能量稱為電介質損耗功率,，簡稱電介質損耗。或：電場作用下的能量損耗,，由電能轉變?yōu)槠渌问降哪?/span>,，如熱能、光能等,，統(tǒng)稱為介質損耗,。它是導致電介質發(fā)生熱擊穿的根源。
損耗的形式：
電導損耗：在電場作用下,，介質中會有泄漏電流流過,，引起電導損耗。 實質是相當于交流,、直流電流流過電阻做功,，故在這兩種 條件下都有電導損耗。絕緣好時，液,、固電介質在工作電 壓下的電導損耗是很小的,，
極化損耗：只有緩慢極化過程才會引起能量損耗，如偶極子 的極化損耗,。
游離損耗：氣體間隙中的電暈損耗和液,、固絕緣體中局部放 電引起的功率損耗稱為游離損耗。
介質損耗的表示：
當容量為C0=?0S/d的平板電容器上 加一交變電壓U=U0eiwt,。則：
1,、電容器極板間為真空介質時， 電容上的電流為：
2,、電容器極板間為非極性絕緣材料時,，電容上的電流為：
3、電容器極板間為弱導電性或極性,，電容上的電流為：
G是由自由電荷產生的純電導,，G=?S/d， C=?S/d
如果電荷的運動是自由的,， 則G實際上與外電壓額率無關,；如果這些電荷是被 符號相反的電荷所束縛， 如振動偶極子的情況,，G 為頻率的函數,。
介質弛豫和德拜方程：
1）介質弛豫：在外電場施加或移去后，系統(tǒng)逐漸達到平衡狀 態(tài)的過程叫介質弛豫,。 介質在交變電場中通常發(fā)生弛豫現(xiàn)象,，極化的弛豫。在介質上加一電場,，由于極化過程不是瞬時的,，極化包括兩項：
P(t) = P0 + P1(t)
P0代表瞬時建立的極化(位移極化)， P1代表松弛極化P1(t)漸漸達到一穩(wěn)定值,。這一滯后 通常是由偶極子極化和空間電荷極 化所致,。 當時間足夠長時， P1(t)→ P 1 ∞ ,， 而總極化P(t) → P∞ ,。
2）德拜(Debye)方程：
頻率對在電介質中不同的馳豫現(xiàn)象有關鍵性的影響。 設低頻或靜態(tài)時的相對介電常數為ε(0),，稱為靜態(tài)相對介電常數,；當頻率ω→∞時，相對介電常數εr’ →ε∞（ ε∞代表光頻 相對介電常數）,。則復介電常數為：
影響介質損耗的因素：
1,、頻率的影響
ω→0時，此時不存在極化損 耗,主要由電導損耗引起。 tgδ=δ/ωε,，則當ω→0時,， tgδ→∞。隨著ω升高,，tgδ↓,。
隨ω↑，松弛極化在某一頻率開始跟不上外電場的變化,， 松弛極化對介電常數的貢獻 逐漸減小,，因而εr隨ω↑而↓。 在這一頻率范圍內,，由于ωτ <<1,，故tgδ隨ω↑而↑。
當ω很高時,，εr→ε∞,，介電常數僅 由位移極化決定，εr趨于最小值,。 由于ωτ >>1,，此時tgδ隨ω↑而↓。 ω→∞時,，tgδ→0,。
tgδ達最大值時ωm的值由下式求出:
tgδ的最大值主要由松弛過程決定。如果介質電導顯著變大,，則tgδ的最大值變得平坦,， 最后在很大的電導下，tgδ無最大值,，主要表現(xiàn)為電導損耗特征：tgδ與ω成反,。
2,、溫度的影響
當溫度很低時,τ較大,，由德拜關系式可知，εr較小,，tgδ也較小,。此時，由于ω2τ2>>1,由德拜可得：
隨溫度↑,，τ↓,，所以εr、tgδ↑
當溫度較高時,，τ較小,，此時ω2τ2<<1
隨溫度↑，τ↓，所以tgδ ↓,。這時電導上升并不明顯,，主要決定于極化過程：
當溫度繼續(xù)升高，達到很大值時,， 離子熱運動能量很大,，離子在電場作用下的定向遷移受到熱運動的阻礙，因而極化減弱,，εr↓,。此時電導損耗劇烈↑，tgδ也隨溫度 ↑而急劇上升↑,。
3.濕度的影響
• 介質吸潮后,，介電常數會增加，但比電導的增加要慢,，由于電導損耗增大以及松馳極化損耗增加,，而使tgδ增大。
• 對于極性電介質或多孔材料來說,，這種影響特別突出,，如，紙內水分含量從4％增加到10％時,，其tgδ可增加100倍,。
降低材料的介質損耗的方法
（1）選擇合適的主晶相：盡量選擇結構緊密的晶體作為主晶相。
（2）改善主晶相性能時,，盡量避免產生缺位固溶體或填隙固溶體,，最好形成連續(xù)固溶體。這樣弱聯(lián)系離子少,，可避免損耗顯著增大,。
(3)盡量減少玻璃相。有較多玻璃相時,，應采用“中和效應"和“壓抑效應",，以降低玻璃相的損耗。 (4）防止產生多晶轉變,，多晶轉變時晶格缺陷多,，電性能下降，損耗增加,。
(5）注意焙燒氣氛,。含鈦陶瓷不宜在還原氣氛中焙燒。燒成過程中升溫速度要合適,，防止產品急冷急熱,。
(6)控制好最終燒結溫度,，使產品“正燒"，防止“生燒"和“過燒"以減少氣孔率,。此外,，在工藝過程中應防止雜質的混入，坯體要致密,。
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