液體介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率測(cè)試儀

結(jié)構(gòu)松散的離子晶體，如莫來(lái)石（3Al2O3·2SiO2）、董青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）等，其內(nèi)部有較大的空隙或晶格畸變，含有缺陷和較多的雜質(zhì)，離子的活動(dòng)范圍擴(kuò)大。在外電場(chǎng)作用下，晶體中的弱聯(lián)系離子有可能貫穿電極運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電導(dǎo)打耗。弱聯(lián)系離子也可能在一定范圍內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，形成熱離子松弛，出現(xiàn)極化損耗。所以這類晶體的介質(zhì)損耗較大，由這類品體作主晶相的陶瓷材料不適用于高頻，只能應(yīng)用于低頻場(chǎng)合。玻璃的損耗

液體介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率測(cè)試儀

陶瓷材料的介質(zhì)損耗主要來(lái)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。
高分子材料的損耗
如圖《D，E，J之間的相位關(guān)系圖》所示，從電路觀點(diǎn)來(lái)看，電介質(zhì)中的電流密度為
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(shù)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。
D，E，J之間的相位關(guān)系圖
1）漏導(dǎo)損耗
離子晶體的介質(zhì)損耗與其結(jié)構(gòu)的緊密程度有關(guān)。
ω=σE2
離子晶體的損耗
J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ+iJe
復(fù)雜玻璃中的介質(zhì)損耗主要包括三個(gè)部分：電導(dǎo)耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗。哪一種損耗占優(yōu)勢(shì)，取決于外界因素溫度和電場(chǎng)頻率。高頻和高溫下，電導(dǎo)損耗占優(yōu)勢(shì)：在高頻下，主要的是由弱聯(lián)系離子在有限范圍內(nèi)移動(dòng)造成的松弛損耗：在高頻和低溫下，主要是結(jié)構(gòu)損耗，其損耗機(jī)理還不清楚，可能與結(jié)構(gòu)的緊密程度有關(guān)。般來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單玻璃的損耗是很小的，這是因?yàn)楹?jiǎn)單玻璃中的“分子”接近規(guī)則的排列，結(jié)構(gòu)緊密，沒(méi)有弱聯(lián)系的松弛離子。在純玻璃中加人堿金屬化物后。介質(zhì)損耗大大增加，并且隨著加人量的增大按指數(shù)規(guī)律增大。這是因?yàn)閴A性氧化物進(jìn)人玻璃的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)后，使離子所在處點(diǎn)陣受到破壞，結(jié)構(gòu)變得松散，離子活動(dòng)性增大，造成電導(dǎo)損耗和松弛損耗增加。
電介質(zhì)在恒定電場(chǎng)作用下，介質(zhì)損耗的功率為
在介質(zhì)發(fā)生緩慢極化時(shí)（松弛極化、空間電荷極化等），帶電粒子在電場(chǎng)力的影響下因克服熱運(yùn)動(dòng)而引起的能量損耗。
若外加頻率較低，介質(zhì)中所有的極化都能完全跟上外電場(chǎng)變化，則不產(chǎn)生極化損耗。若外加頻率較高時(shí)，介質(zhì)中的極化跟不上外電場(chǎng)變化，于是產(chǎn)生極化損耗。 [2] 
一些介質(zhì)在電場(chǎng)極化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生損耗，這種損耗一般稱極化損耗。位移極化從建立極化到其穩(wěn)定所需時(shí)間很短（約為10-16～10-12s），這在無(wú)線電頻率（5×1012Hz 以下）范圍均可認(rèn)為是極短的，因此基本上不消耗能量。其他緩慢極化（例如松弛極化、空間電荷極化等）在外電場(chǎng)作用下，需經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間（10-10s或更長(zhǎng)）才達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此會(huì)引起能量的損耗。
4）結(jié)構(gòu)損耗
陶瓷材料的損耗
在高頻電場(chǎng)和低溫下，有一類與介質(zhì)內(nèi)鄰結(jié)構(gòu)的緊密度密切相關(guān)的介質(zhì)損耗稱為結(jié)構(gòu)損耗。這類損耗與溫度關(guān)系不大，耗功隨頻率升高而增大。
W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd
試驗(yàn)表明結(jié)構(gòu)緊密的晶體成玻璃體的結(jié)構(gòu)損耗都很小，但是當(dāng)某此原因（如雜質(zhì)的摻入、試樣經(jīng)淬火急冷的熱處理等）使它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散后。其結(jié)構(gòu)耗就會(huì)大大升高。
定義
損耗角正切表示為獲得給定的存儲(chǔ)電荷要消耗的能量的大小，是電介質(zhì)作為絕緣材料使用時(shí)的重要評(píng)價(jià)參數(shù)。為了減少介質(zhì)損耗，希望材料具有較小的介電常數(shù)和更小的損耗角正切。損耗因素的倒數(shù)Q=（tanδ）-1在高頻絕緣應(yīng)用條件下稱為電介質(zhì)的品質(zhì)因素，希望它的值要高。 [3] 
在結(jié)構(gòu)緊密的陶瓷中，介質(zhì)損耗主要來(lái)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。 [3] 
電離損耗（又稱游離損耗）是由氣體引起的，含有氣孔的固體介質(zhì)在外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)氣孔氣體電離所需要的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，由于氣體的電離吸收能量而造成指耗，這種損耗稱為電離損耗。
D，E，J之間的相位關(guān)系圖
緊密結(jié)構(gòu)的晶體離子都排列很有規(guī)則，鍵強(qiáng)度比較大，如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等，在外電場(chǎng)作用下很難發(fā)生離子松弛極化，只有電子式和離子式的位移極化，所以無(wú)極化損耗，僅有的一點(diǎn)損耗是由漏導(dǎo)引起的（包括本質(zhì)電導(dǎo)和少量雜質(zhì)引起的雜質(zhì)電導(dǎo)）。這類晶體的介質(zhì)損耗功率與頻率無(wú)關(guān)，損耗角正切隨頻率的升高而降低。因此，以這類晶體為主晶相的陶瓷往往用在高頻場(chǎng)合。如剛玉瓷、滑石瓷、金紅石瓷、鎂橄欖石瓷等
tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ
3）電離損耗
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。
工程介質(zhì)材料大多數(shù)是不均勻介質(zhì)。例如陶瓷材料就是如此，它通常包含有晶相、玻璃相和氣相，各相在介質(zhì)中是統(tǒng)計(jì)分布口。由于各相的介電性不同，有可能在兩相間積聚了較多的自由電荷使介質(zhì)的電場(chǎng)分布不均勻，造成局部有較高的電場(chǎng)強(qiáng)度而引起了較高的損耗。但作為電介質(zhì)整體來(lái)看，整個(gè)電介質(zhì)的介質(zhì)損耗必然介于損耗最大的一相和損耗最小的一相之間。 [2] 
漏導(dǎo)損耗又稱電導(dǎo)損耗。實(shí)際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質(zhì)，在外電場(chǎng)的作用下，總有一些帶電粒子會(huì)發(fā)生移動(dòng)而引起微弱的電流，這種微小電流稱為漏導(dǎo)電流，漏導(dǎo)電流流經(jīng)介質(zhì)時(shí)使介質(zhì)發(fā)熱而損耗了電能。這種因電導(dǎo)而引起的介質(zhì)損耗稱為“漏導(dǎo)損耗”。由于實(shí)際的電介質(zhì)總存在一些缺陷，或多或少存在一些帶電粒子或空位，因此介質(zhì)不論在直流電場(chǎng)或交變電場(chǎng)作用下都會(huì)發(fā)生漏導(dǎo)損耗。
高聚物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及力學(xué)狀態(tài)對(duì)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(duì)介電性能也有很大景響。
5）宏觀結(jié)構(gòu)不均勾性的介質(zhì)損耗
在交變電場(chǎng)作用下，電位移D與電場(chǎng)強(qiáng)度E均變?yōu)閺?fù)數(shù)矢量，此時(shí)介電常數(shù)也變成復(fù)數(shù)，其虛部就表示了電介質(zhì)中能量損耗的大小。
表征編輯
式中，δ稱為損耗角，tanδ稱為損耗角正切值。
2）極化損耗
各種不同形式的損耗是綜合起作用的。由于介質(zhì)損耗的原因是多方面的，所以介質(zhì)損耗的形式也是多種多樣的。介電損耗主要有以下形式：
工程材料編輯
定義單位體積的介質(zhì)損耗為介質(zhì)損耗率為

式中Jτ與E同相位。稱為有功電流密度，導(dǎo)致能量損耗；Je，相比較E超前90°，稱為無(wú)功電流密度。

介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀的應(yīng)用領(lǐng)域可分為以下方向：

一、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀材料研發(fā)與性能優(yōu)化

‌新型材料開(kāi)發(fā)‌：評(píng)估陶瓷、聚合物、納米復(fù)合材料等的極化機(jī)制與能量損耗特性，指導(dǎo)配方優(yōu)化（如高聚物通過(guò)調(diào)整ε值提升耐高溫性能）。

‌老化與失效分析‌：監(jiān)測(cè)材料在溫度、濕度變化下的介電性能演變（如高溫下介電常數(shù)的非線性變化）。

‌食品與農(nóng)業(yè)科學(xué)‌：通過(guò)介電常數(shù)間接檢測(cè)果蔬含水率、發(fā)酵程度，或優(yōu)化食品干燥、殺菌工藝參數(shù)。

二、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀電子與電力工業(yè)

‌電容器與絕緣材料‌：測(cè)試聚丙烯薄膜（ε≈2.3）、電解液等介質(zhì)的介電常數(shù)與損耗因數(shù)（tanδ<0.005），確保電容器儲(chǔ)能效率和穩(wěn)定性。

‌高壓設(shè)備安全評(píng)估‌：檢測(cè)變壓器油、絕緣紙的介質(zhì)損耗角正切值（tanδ），預(yù)防絕緣擊穿風(fēng)險(xiǎn)。

‌電子元器件制造‌：評(píng)估液晶材料、半導(dǎo)體封裝材料的介電性能，優(yōu)化顯示響應(yīng)速度或器件可靠性。

三、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀通信與航空航天

‌射頻與微波材料‌：優(yōu)化微波基板（如Rogers材料ε≈3.3-6.6）、天線材料的介電常數(shù)，提升高頻信號(hào)傳輸效率。

‌及端環(huán)境適應(yīng)性‌：測(cè)試航天器隔熱材料、航空復(fù)合材料在真空或高輻射環(huán)境下的介電穩(wěn)定性。

四、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀工業(yè)質(zhì)檢與生產(chǎn)控制

‌化工與石油行業(yè)‌：檢測(cè)有機(jī)溶劑、聚合物溶液的介電常數(shù)，優(yōu)化涂料干燥性能或油品絕緣等級(jí)。

‌汽車與能源設(shè)備‌：評(píng)估電池隔膜、燃料電池電解質(zhì)的介電特性，確保充放電效率與安全性。

‌建筑與土木工程‌：通過(guò)介電常數(shù)反演路基壓實(shí)度或監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)中的水分分布。

五、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀跨領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用

‌環(huán)境監(jiān)測(cè)‌：利用土壤介電特性分析水土污染程度或預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害（如巖石介電異常與地震關(guān)聯(lián)性）。

‌醫(yī)療與生物工程‌：研究生物組織或醫(yī)用材料的介電響應(yīng)特性，輔助開(kāi)發(fā)新型傳感器或診斷設(shè)備。

六、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀技術(shù)擴(kuò)展方向

‌高頻電路設(shè)計(jì)‌：結(jié)合阻抗測(cè)試（EIS）分析PCB基板材料的介電常數(shù)與信號(hào)完整性關(guān)系。

‌儲(chǔ)能材料開(kāi)發(fā)‌：通過(guò)介電常數(shù)優(yōu)化聚合物基復(fù)合材料，提升超級(jí)電容器能量密度。

七、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀材料性能評(píng)估

‌介電參數(shù)測(cè)量‌：用于精確測(cè)定材料的介電常數(shù)（ε）和介質(zhì)損耗角正切值（tanδ），為評(píng)估絕緣材料、陶瓷、復(fù)合材料等電學(xué)特性提供核心數(shù)據(jù)。

‌性能優(yōu)化支持‌：通過(guò)分析介電參數(shù)與材料微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，指導(dǎo)改進(jìn)材料配方及生產(chǎn)工藝，提升耐壓、絕緣或高頻適應(yīng)性等性能。

八、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

‌電力與電子工業(yè)‌：檢測(cè)電力設(shè)備絕緣材料（如電纜、變壓器套管）的介電性能，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行；評(píng)估電子元器件基板材料的信號(hào)傳輸穩(wěn)定性。

‌科研與教育‌：作為高校、科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)設(shè)備，用于新型功能材料（如微波介質(zhì)陶瓷、高分子復(fù)合材料）的研發(fā)及教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

‌工業(yè)質(zhì)檢‌：在陶瓷電容器制造、高頻通信材料生產(chǎn)等領(lǐng)域，用于產(chǎn)品出廠前的介電性能合規(guī)性檢測(cè)。

九、介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀擴(kuò)展功能應(yīng)用

‌多參數(shù)測(cè)量‌：部分高極型號(hào)可同步測(cè)量電容、電感、Q值等參數(shù)，支持對(duì)電路元件特性及高頻傳輸線阻抗的全面分析。

‌寬頻段適用‌：通過(guò)諧振法（MHz級(jí)）或傳輸線法（GHz級(jí)）等不同原理，滿足從低頻絕緣材料到高頻微波基板的多場(chǎng)景測(cè)試需求。

技術(shù)特征示例典型設(shè)備如GDAT，BQS系列，支持17-240pF電容調(diào)節(jié)、1pF-25nF直接測(cè)量及1-1023的Q值范圍，具備自動(dòng)換檔和數(shù)字頻率鎖定功能，確保在10kV高壓下仍能保持±0.5%的測(cè)量精度

電壓擊穿測(cè)試儀，體積表面電阻率測(cè)試儀，介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀，漏電起痕試驗(yàn)儀，耐電弧試驗(yàn)儀，TOC總有機(jī)碳分析儀，完整性測(cè)試儀，無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀，門尼粘度試驗(yàn)機(jī)，熱變形維卡溫度測(cè)定儀，簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)，毛細(xì)管流變儀，橡膠塑料滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)，氧指數(shù)測(cè)定儀，水平垂直燃燒試驗(yàn)機(jī)，熔體流動(dòng)速率測(cè)定儀，低溫脆性測(cè)試儀，拉力試驗(yàn)機(jī)，海綿泡沫壓陷硬度測(cè)試儀，海綿泡沫落球回彈測(cè)試儀，海綿泡沫壓縮永九變形試驗(yàn)儀

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