介電常數(shù)介質(zhì)損耗實驗原理與核心測量方法

來源：北京中航時代儀器設(shè)備有限公司 2025年07月11日 14:31

介電常數(shù)介質(zhì)損耗實驗原理與核心測量方法

1. 基本原理

· 介電常數(shù)：表征材料在電場中儲存電能的能力,，定義為材料電容（C）與真空電容（C?）的比值,，即 ε = C/C?,。在交變電場中,，介電常數(shù)通常表示為復(fù)數(shù)形式 *ε = ε' - jε''**,，其中實部 ε' 為靜態(tài)介電常數(shù),，虛部 ε'' 與介質(zhì)損耗相關(guān),。

· 介質(zhì)損耗：反映材料在電場中因極化弛豫、電導(dǎo)等機制產(chǎn)生的能量損耗,，定義為 tanδ = ε''/ε',，對應(yīng)功率因數(shù)的正切值。

2. 主流測量方法

· 電容法（常用）：通過測量樣品電容（C）和等效并聯(lián)電阻（Rp）,，計算得到：
ε' = C·d/(A·ε?),，tanδ = 1/(2πf·C·Rp)
（d 為樣品厚度，A 為電極面積,，f 為測量頻率）,。

· 阻抗分析法：利用阻抗分析儀（如 Keysight E4990A、Concept 80 等）直接測量復(fù)數(shù)阻抗（Z*）或?qū)Ъ{（Y*）,，覆蓋 10?2 Hz~10? Hz 寬頻范圍,。

· 諧振法：適用于高頻（微波段）測量，通過樣品對諧振腔頻率和品質(zhì)因數(shù)的影響計算介電參數(shù),。

· 電橋法：傳統(tǒng)低頻測量（如西林電橋）,，適合低損耗材料的高精度測量。

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