材料的介电常数和磁导率的测量VIP专享

无机材料的介电常数及磁导率的测定一、实验目的1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。2. 学会使用 Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。二、实验原理1.介电性能介电材料(又称电介质)是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下，构成电介质材料的内部微观粒子，如原子，离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离，并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动，从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关，在特定的的频率范围主要有四种极化机制：电子极化(electronicpolarization,1015Hz)，离子极化(ionicpolarization,1012〜1013Hz) ， 转 向 极 化 (orientationpolarization,1011 〜 1012Hz) 和 空 间 电 荷 极 化(spacechargepolarization,103Hz)o这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关，极化的建立需要消耗一定的时间，也通常伴随有能量的消耗，如电子松弛极化和离子松弛极化。相对介电常数(£),简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。s 的数值等于以该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器的电容量之比值。表达式如下：8=C=丄 XCd(1)C8A00式中 C 为含有电介质材料的电容器的电容量；C0为相同情况下真空电容器的电容量；A 为电极极板面积；d 为电极间距离；s0为真空介电常数，等于 8.85x10-12F/m。另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗，一般用损耗角的正切(tanS)表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应而引起的能量损耗。材料的介电常数和介电损耗取决于材料结构和极化机理。除此之外，还与工作频率、环境温度、湿度有关。在交变电场作用下，材料的介电常数常用复介电常数表达：沱"(2)式中 L 和都是与频率相关的量，二者的比值为 tanSs'ctan5==(3)则介质电导率c=gtan5(4)式中①为交变电压的角频率。Etan5 仅与介质有关，称为介质损耗因子，其大小可以作为绝缘材料的判据。此外，还有一个表征介电材料耐压性能的物理量——介电强度。当外加电场强度逐渐增大，超过电介质材料所...