《介电常数测试方法研究》夏沙期刊第二期.docVIP

参考文献： 1.超细钛酸钡粉末介电性能测试新方法 /p-354213611.html 2.粉末介质介电常数的测量 /p-421360084.html 3.无机介质材料的微波介电特性测量 /p-421361182.html 4.材料介电常数的测量方法及应用 /p-421359953.html 1. 《粉末介质介电常数的测量》 粉末介电常数由表观值到本征值的处理, 有两种办法, 一是外推法, 二是理论公式法。外推法是在测量时, 改变粉末与媒质的混合比例, 即改变填充率, 进行一系列测量,作出介电-填充率关系曲线, 然后外推到完全用粉末充满时( 即填充率= 1 ) 的介电常数,就是本征值。当粉末与媒质混合的观值才同其本征值呈线性关系或者是填充率较高时, 外推法具有较高的准确性。 填充法和不接触法可测量扮末介质介电常数, 填充法在测量中较为方便, 不接触法在两次测量中电极要求对位, 用接触法测量时, 每次必须实测电极间试样厚度。 2.《超细钛酸钡粉末介电性能测试新方法》 作为具有高介电常数的典型铁电体,钛酸钡广泛用于电子功能材料领域。研究者发现钛酸钡介电常数和铁电性质都与晶粒尺寸有着密切的关系，当晶粒尺寸小至亚微米或纳米级时，钛酸钡表现出的不再是典型的铁电特性,而是存在着和弛豫型铁电体相似的介电弛豫现象,即顺电-铁电相变是逐渐进行而非突变的现象。 注：当加上外电场时，偶极矩将转向与电场平行的方向以降低势能，而热运动使分子的平衡取向服从玻耳兹曼分布。当取消外电场时，介质分子将恢复到平均偶极矩为零的紊乱取向状态，该过程由于分子本身的惯性和介质的粘滞性需要一定时间才能完成，称为介电弛豫。 亚微米或纳米粉末测试条件极难控制，常温下容易吸潮,表面状况不稳定，传统的煅烧工艺不仅无法保持粉末的纳米状态，还会引入其他杂质,影响粉末的纯度，因此这个尺度范围内的钛酸钡粉末介电性能的测量始终是科学界的一个难点。 粉末直接测量的方法:将制备出的超细BaTiO3 粉末材料装入粉末电极中(如图1所示) ,进行介电温谱的测试. 下电极设计成平底圆锅形,用来盛装粉末;底部和外侧壁使用不锈钢材料,底部开一个小槽,放置温偶进行实时监测实验过程中粉末的温度;内侧固定一层较薄的绝缘环,使上、下电极绝缘;上电极是一个直径等于下电极内径的圆形不锈钢片,由两根导柱保证其上下水平滑动,和下电极可以紧密配合. 上、下电极将粉末压实后,在支架外面用扭力扳手将2个螺丝同等转矩锁紧,水平地固定上电极. 底座采用不锈钢材料,与下电极共同构造成工字形,这种形状的设计是为了让热量可以比较均匀地传递给上、下电极,再传递给粉末,散热也较方便,在上、下电极对粉料施压时,这种底座也可以承受住一定的压力. 3.《无机介质材料的微波介电特性测量》 一般来说，所有的微波介电特性测试方法可以分为频域和时域两大类，每种方法又都可相应地细分为若干种不同的测试法。 常用的几种有代表性的频域测试方法:1 传输线法；2.空腔微扰法；3.平行短路板法（Hakki-Coleman）；4.谐振腔法（Cavity resonator method）；5.分裂圆柱形谐振腔法（Split-cylinder rsonator）。 频域微波介电特性测试主要分为波导法和谐振法，波导法测试频域比较宽，可以用来测量介质的介电频谱，缺点是样品与波导内壁之间间隙会严重地影响测量结果的精度。而谐振法则克服了波导法上述缺点，而且可以方便地测量介质的介电温谱， 由于工作在谐振模式，所以一般一个样品只能测量单个频率下的介电特性参数，要获得介质样品的介电频谱曲线，要制备不同大小尺寸的样品和谐振腔。谐振法的一个缺点是当样品的损耗太大，以致很难找到谐振峰时，就无法测得谐振频率。 相对于频域测试，时域测试法具有固有的宽频带、快速以及简便等优点，时域反射法通常被电子工程师用来确定电缆的缺陷位置，通过测量反射系数与延迟时间可以确定缺陷的位置与类型。 4．《高介电常数_低介电损耗的聚合物基复合材料》 高介电材料具有良好的储存电能和均匀电场的作用，在电子、电机、电缆行业中都有非常重要的应用。重量轻、储能密度高的大功率电容器的需求越来越大，而这必须采用密度小、介电常数( ε) 高、损耗低的电介质材料作为电荷储存的载体。 陶瓷材料有较高的介电常数，但存在着脆性大、加工温度较高、损耗大等弊端;聚合物材料具有优良的加工性能、较低的加工温度和较低的介电损耗，但除少数材料外，其介电常数通常较低。目前用作高介电、低损耗聚合物基复合材料中的功能填料主要包括金属导体、铁电陶瓷、有机半导体等。 ps： 铁电陶瓷(ferroelectric ceramics)，主晶相为铁电体的陶瓷材料。它的主要特性为：(1)在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发