陶瓷介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀  陶瓷材料的損耗

陶瓷材料的介質(zhì)損耗主要來源于電導(dǎo)損耗、松弛質(zhì)點(diǎn)的極化損耗和結(jié)構(gòu)損耗。此外，表面氣孔吸附水分、油污及灰塵等造成的表面電導(dǎo)也會(huì)引起較大的損耗。

在結(jié)構(gòu)緊密的陶瓷中，介質(zhì)損耗主要來源于玻璃相。為了改善某些陶瓷的工藝性能，往往在配方中引人此易熔物質(zhì)（如黏土），形成玻璃相，這樣就使損耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷隨黏土含量增大，介質(zhì)損耗也增大。因面一般高頻瓷，如氧化鋁瓷、金紅石等很少含有玻璃相。大多數(shù)電陶瓷的離子松弛極化損耗較大，主要的原因是：主晶相結(jié)構(gòu)松散，生成了缺固濟(jì)體、多品型轉(zhuǎn)變等。

陶瓷介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀   電容測量：1~205

     主電容調(diào)節(jié)范圍：18～220pF

     準(zhǔn)確度：150pF以下?1.5pF；150pF以上?1%

     注：大于直接測量范圍的電容測量見后頁使用說明

正常工作條件

a.  環(huán)境溫度：0℃～ 40℃；

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V?22V，50Hz?2.5Hz。

特點(diǎn)：

◆ 優(yōu)化的測試電路設(shè)計(jì)使殘值更小

◆ 高頻信號(hào)采用數(shù)碼調(diào)諧器和頻率鎖定技術(shù)

◆LED數(shù)字讀出品質(zhì)因數(shù)，手動(dòng)/自動(dòng)量程切換

◆ 自動(dòng)掃描被測件諧振點(diǎn)，標(biāo)頻單鍵設(shè)置和鎖定，大大提高測試速度

標(biāo)準(zhǔn)配置：

高配Q表 一只  

試驗(yàn)電極 一只（c類）

電感     一套（9只）

電源線   一條

說明書   一份

合格證   一份

保修卡   一份

影響介電性能的因素

下面分別討論頻率、溫度、濕度和電氣強(qiáng)度對介電性能的影響。

1頻率

 因?yàn)橹挥猩贁?shù)材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內(nèi)它們的。r和tans幾乎是恒定的，且被用作工程電介質(zhì)材料，然而一般的電介質(zhì)材料必須在所使用的頻率下測量其介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率。

 電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化是由于介質(zhì)極化和電導(dǎo)而產(chǎn)生，最重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導(dǎo)致的界面極化所引起的.

2溫度

 損耗指數(shù)在一個(gè)頻率下可以出現(xiàn)一個(gè)最大值，這個(gè)頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負(fù)的，這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)最大值位置。

3濕度

 極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加，其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。因此試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)對環(huán)境濕度進(jìn)行控制是必不可少的.

 注:濕度的顯著影響常常發(fā)生在1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)

4電場強(qiáng)度

 存在界面極化時(shí)，自由離子的數(shù)目隨電場強(qiáng)度增大而增加，其損耗指數(shù)最大值的大小和位置也隨此而變。

 在較高的頻率下，只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場強(qiáng)度無關(guān)。

電介質(zhì)經(jīng)常是絕緣體。其例子包括瓷器(陶器)，云母，玻璃，塑料，和各種金屬氧化物。有些液體和氣體可以作為好的電介質(zhì)材料。干空氣是良好的電介質(zhì)，并被用在可變電容器以及某些類型的傳輸線。蒸餾水如果保持沒有雜質(zhì)的話是好的電介質(zhì)，其相對介電常數(shù)約為80。

對于時(shí)變電磁場，物質(zhì)的介電常數(shù)和頻率相關(guān)，通常稱為介電系數(shù)。介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù)，介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)。

安全措施

（1）高壓保護(hù)：試品短路、擊穿或高壓電流波動(dòng)，能迅速切斷高壓輸出。

（2）CVT保護(hù)：設(shè)定自激電壓的過流點(diǎn)，一旦超出設(shè)置的電流值，儀器自動(dòng)退出測量，不會(huì)損壞設(shè)備。

（3）接地檢測：儀器有接地檢測功能，未接地時(shí)不能升壓測量。

（4）防誤操作：具備防誤操作設(shè)計(jì)，能判別常見接線錯(cuò)誤，安全報(bào)警。

（5）防“容升”：測量大容量試品時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓抬高的“容升”效應(yīng)，儀器能自動(dòng)跟蹤輸出電壓，保持試驗(yàn)電壓恒定。

儀器主要特點(diǎn)：

空洞共振腔適用于CCL/印刷線路板，薄膜等非破壞性低介電損耗材料量測。 印電路板主要由玻纖與環(huán)氧樹脂組成的,玻纖介電常數(shù)為5~6,樹脂大約是3,由于樹脂含量,硬化程度,溶劑殘留等因素會(huì)造成介電特性的偏差,傳統(tǒng)測量方法樣品制作不易,尤其是薄膜樣品(小于10 mil)量測值偏低,。

電容測量：

a．測量范圍：1～460pF(460pF以上的電容測量見使用規(guī)則)；

b．電容量調(diào)節(jié)范圍

      主調(diào)電容器：30～500pF；                準(zhǔn)  確  度：150pF以下?1.5pF；150pF以上?1％；

      注：大于直接測量范圍的電容測量見使用規(guī)則

振蕩頻率：

a．振蕩頻率范圍：10kHz～50MHz；

b．頻率分段（虛擬）

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

c．頻率誤差：3?10-5?1個(gè)字。

儀器能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。

試樣的幾何形狀：

 測定材料的電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)，最好采用板狀試樣，也可采用管狀試樣。

 在測定電容率需要較高精度時(shí)，最大的誤差來自試樣尺寸的誤差，尤其是試樣厚度的誤差，因此厚度應(yīng)足夠大，以滿足測量所需要的精確度。厚度的選取決定于試樣的制備方法和各點(diǎn)間厚度的變化。對1%的精確度來講，1.5 mm的厚度就足夠了，但是對于更高精確度，最好是采用較厚的試樣，例如6 mm-12 mm。測測量厚度必須使測量點(diǎn)有規(guī)則地分布在整個(gè)試樣表面上，且厚度均勻度在士1%內(nèi)。如果材料的密度是已知的，則可用稱量法測定厚度 選取試樣的面積時(shí)應(yīng)能提供滿足精度要求的試樣電容。測量10 pF的電容時(shí)，使用有良好屏蔽保護(hù)的儀器。由于現(xiàn)有儀器的極限分辨能力約1 pF,因此試樣應(yīng)薄些，直徑為10 cm或更大些。

 需要測低損耗因數(shù)值時(shí)，很重要的一點(diǎn)是導(dǎo)線串聯(lián)電阻引人的損耗要盡可能地小，即被測電容和該電阻的乘積要盡可能小同樣，被測電容對總電容的比值要盡可能地大第一點(diǎn)表示導(dǎo)線電阻要盡可能低及試樣電容要小。第二點(diǎn)表示接有試樣橋臂的總電容要盡可能小，且試樣電容要大。因此試樣電容最好取值為20 pF，在測量回路中，與試樣并聯(lián)的電容不應(yīng)大于約5 pF。

Q值測量：

a．Q值測量范圍：2～1023。              b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔。

c．標(biāo)稱誤差

      頻率范圍：20kHz～10MHz；       固有誤差：≤5％?滿度值的2％；工作誤差：≤7％?滿度值的2％；

      頻率范圍：10MHz～60MHz；      固有誤差：≤6％?滿度值的2％；工作誤差：≤8％?滿度值的2％。

邊緣效應(yīng)

 為了避免邊緣效應(yīng)引起電容率的測量誤差，電極系統(tǒng)可加上保護(hù)電極。保護(hù)電極的寬度應(yīng)至少為兩倍的試樣厚度，保護(hù)電極和主電極之間的間隙應(yīng)比試樣厚度小。假如不能用保護(hù)環(huán)，通常需對邊緣電容進(jìn)行修正，表工給出了近似計(jì)算公式這些公式是經(jīng)驗(yàn)公式，只適用于規(guī)定的幾種特定的試樣形狀。

 此外，在一個(gè)合適的頻率和溫度下，邊緣電容可采用有保護(hù)環(huán)和無保護(hù)環(huán)的(比較))測量來獲得，用所得到的邊緣電容修正其他頻率和溫度下的電容也可滿足精度要求。

試驗(yàn)步驟

1試樣的制備

 試樣應(yīng)從固體材料上截取，為了滿足要求，應(yīng)按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法的要求來制備。

 應(yīng)精確地測量厚度，使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)以內(nèi)，測量點(diǎn)應(yīng)均勻地分布在試樣表面。必要時(shí)，應(yīng)測其有效面積。

2條件處理

 條件處理應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行。

3測量

 電氣測量按本標(biāo)準(zhǔn)或所使用的儀器(電橋)制造商推薦的標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的方法進(jìn)行。

 在1 MHz或更高頻率下，必須減小接線的電感對測量結(jié)果的影響。此時(shí)，可采用同軸接線系統(tǒng)(見圖1所示)，當(dāng)用變電抗法測量時(shí)，應(yīng)提供一個(gè)固定微調(diào)電容器。

帶屏蔽的簡單西林電橋

 橋的B點(diǎn)(在測量臂邊的電源接線端子)與屏蔽相連并接地。

 屏蔽能很好地起到防護(hù)高壓邊影響的作用，但是增加了屏蔽與接到測量臂接線端M和N的各根導(dǎo)線之間電容.此電容承受跨接測量臂兩端的電壓 這樣會(huì)引人一個(gè)通常使tans的測量精度限于0.1%數(shù)量級(jí)的誤差，當(dāng)電容CX和CN不平衡時(shí)尤為顯著。

高頻西林電橋

    這種電橋通常在中等的電壓下工作，是比較靈活方便的一種電橋;通常電容CN是可變的(在高壓電橋中電容CN通常是固定的)，比較容易采用替代法。

由于不期望電容的影響隨頻率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格納接地線路。

高分子材料的損耗

高分子聚合物電介質(zhì)按單體單元偶極矩的大小可分為極性和非極性兩類。一般地，偶極矩在0~0.5D（德拜）范圍內(nèi)的是非極性高聚物；偶極矩在0.5D以上的是極性高聚物。非極性高聚物具有較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，其介電常數(shù)約為2，介質(zhì)損耗小于10-4；極性高聚物則具有較高的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，并且極性愈大，這兩個(gè)值愈高。

高聚物的交聯(lián)通常能阻礙極性基團(tuán)的取向，因此熱固性高聚物的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均隨交聯(lián)度的提高而下降。酚醛樹脂就是典型的例子，雖然這種高聚物的極性很強(qiáng)，但只要固化比較完全，它的介質(zhì)損耗就不高。相反，支化使分子鏈間作用力減弱，分子鏈活動(dòng)能力增強(qiáng)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均增大。

高聚物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及力學(xué)狀態(tài)對介電性景響也很大。結(jié)品能抑制鏈段上偶極矩的取向極化，因此高聚物的介質(zhì)損耗隨結(jié)晶度升高而下降。當(dāng)高聚物結(jié)晶度大于70%時(shí)，鏈段上的偶極的極化有時(shí)完全被抑制，介電性能可降至最低值，同樣的道理，非晶態(tài)高聚物在玻璃態(tài)下比在高彈態(tài)下具有更低的介質(zhì)損耗。此外，高聚物中的增塑利、雜質(zhì)等對介電性能也有很大景響。

售后服務(wù)

一、安裝調(diào)試：協(xié)助試驗(yàn)機(jī)的安裝，負(fù)責(zé)試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)輸、調(diào)試。

二、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)機(jī)按訂貨技術(shù)附件進(jìn)行驗(yàn)收。終驗(yàn)收在買方進(jìn)行，對用戶提供的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，并提供測試報(bào)告。

三、培訓(xùn)：安裝調(diào)試同時(shí)，在儀器操作現(xiàn)場一次性免費(fèi)培訓(xùn)操作人員2-3名，該操作人員應(yīng)是由需方選派的長期穩(wěn)定的員工，培訓(xùn)后能夠?qū)υO(shè)備基本原理、軟件使用、操作、維護(hù)事項(xiàng)理解和應(yīng)用，使人員能夠獨(dú)立操作設(shè)備對樣品進(jìn)行檢測、分析，同時(shí)能進(jìn)行基本的維護(hù)。

四、軟件升級(jí)：終生免費(fèi)提供新版本控制軟件。