电介质的电学性能及测试方法

电介质材料的电性包括介电性、压电性、铁电性和热释电性等。

1介电性、

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，介质中电场与原外加电场（真空中）

的比值即为相对介电常数，又称诱电率，与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。

介电常数又称电容率或相对电容率，表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据，常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值，表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。对介电常数越小即某介质下的电容率越小，应该更不绝缘。来个极限假设，假设该介质为导体，此时电容就联通了，也就没有电容，电容率最小。介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中，介电常数是溶剂的一个重要性质，它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂，有较大隔开离子的能力，同时也具有较强的溶剂化能力。

科标检测介电常数检测标准如下：

GB11297.11-1989热释电材料介电常数的测试方法

GB11310-1989压电陶瓷材料性能测试方法相对自由介电常数温度特性的测试

GB/T12636-1990微波介质基片复介电常数带状线测试方法

GB/T1693-2007硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法

GB/T2951.51-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第51部分：填充膏专用

试验方法滴点油分离低温脆性总酸值腐蚀性23℃时的介电常数23℃和100℃时的直

流电阻率

GB/T5597-1999固体电介质微波复介电常数的测试方法

GB/T7265.1-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法微扰法

GB7265.2-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法“开式腔”法

SJ/T10142-1991电介质材料微波复介电常数测试方法同轴线终端开路法

SJ/T10143-1991固体电介质微波复介电常数测试方法重入腔法

SJ/T11043-1996电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法

SJ/T1147-1993电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法

SJ20512-1995微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率测试方法

SY/T6528-2002岩样介电常数测量方法

服务范围：老化测试、物理性能、电气性能、可靠性测试、阻燃检测等

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(electronic polarization，1015Hz)，离子极化(ionic polarization，1012～1013Hz)，转向极化(orientation polarization，1011～1012Hz)和

空间电荷极化(space charge polarization，103Hz)。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（ε），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。ε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：

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；ε0为真空介电常数，等于8.85×10-12

F/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（tanδ）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：

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；ε0为真空介电常数，等于8.85×10-12

F/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（tanδ）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：

式中和都是与频率相关的量，二者的比值为tanδ

则介质电导率

式中为交变电压的角频率。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，超过电介质材料所能承受的临界值时，电介质材料从介电状态向导电状态转变，这一临界电场强度即为介电强度。

使用的仪器是Agilent Technologies公司的生产的E4991A型射频阻

抗分析仪。它采用射频电流-电压（RF-IV）测量技术，依据被测件终端电流和电压来直接测量1MHz～3GHz频率范围内的阻抗。通过测定的高精度的阻抗值，自动计算试样的介电常数或磁导率，可直接在显示器上读取结果。测量介电常数时需将E4991A与夹具16453A配套使用，测量磁导率时需将E4991A与夹具16454A配套使用。

2压电性、

3铁电性

4热释电性