北京北广精仪液体介质损耗因数和直流电阻率测试仪价格 北京北
概述:油杯采用符合国标GB/T5654-2007的三电极式结构,极间间距2mm,可消除杂散电容及泻漏对介损测试结果的影响; 仪器采用中频感应加热,PID控温算法。 该加热方式具备油杯与加热体非接触、加热均匀、速度快、
液体介质损耗因数和直流电阻率测试仪
结构松散的离子晶体,如莫来石(3Al2O3·2SiO2)、董青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)等,其内部有较大的空隙或晶格畸变,含有缺陷和较多的杂质,离子的活动范围扩大。在外电场作用下,晶体中的弱联系离子有可能贯穿电极运动,产生电导打耗。弱联系离子也可能在一定范围内来回运动,形成热离子松弛,出现极化损耗。所以这类晶体的介质损耗较大,由这类品体作主晶相的陶瓷材料不适用于高频,只能应用于低频场合。玻璃的损耗
液体介质损耗因数和直流电阻率测试仪
陶瓷材料的介质损耗主要来源于电导损耗、松弛质点的极化损耗和结构损耗。此外,表面气孔吸附水分、油污及灰尘等造成的表面电导也会引起较大的损耗。高分子材料的损耗
如图《D,E,J之间的相位关系图》所示,从电路观点来看,电介质中的电流密度为
高聚物的交联通常能阻碍极性基团的取向,因此热固性高聚物的介电常数和介质损耗均随交联度的提高而下降。酚醛树脂就是典型的例子,虽然这种高聚物的极性很强,但只要固化比较完全,它的介质损耗就不高。相反,支化使分子链间作用力减弱,分子链活动能力增强,介电常数和介质损耗均增大。
D,E,J之间的相位关系图
1)漏导损耗
离子晶体的介质损耗与其结构的紧密程度有关。
ω=σE2
离子晶体的损耗
J=dD/dt=d(εE)/dt=Jτ+iJe
复杂玻璃中的介质损耗主要包括三个部分:电导耗、松弛损耗和结构损耗。哪一种损耗占优势,取决于外界因素温度和电场频率。高频和高温下,电导损耗占优势:在高频下,主要的是由弱联系离子在有限范围内移动造成的松弛损耗:在高频和低温下,主要是结构损耗,其损耗机理还不清楚,可能与结构的紧密程度有关。般来说,简单玻璃的损耗是很小的,这是因为简单玻璃中的“分子”接近规则的排列,结构紧密,没有弱联系的松弛离子。在纯玻璃中加人碱金属化物后。介质损耗大大增加,并且随着加人量的增大按指数规律增大。这是因为碱性氧化物进人玻璃的点阵结构后,使离子所在处点阵受到破坏,结构变得松散,离子活动性增大,造成电导损耗和松弛损耗增加。
电介质在恒定电场作用下,介质损耗的功率为
在介质发生缓慢极化时(松弛极化、空间电荷极化等),带电粒子在电场力的影响下因克服热运动而引起的能量损耗。
若外加频率较低,介质中所有的极化都能完全跟上外电场变化,则不产生极化损耗。若外加频率较高时,介质中的极化跟不上外电场变化,于是产生极化损耗。 [2]
一些介质在电场极化时也会产生损耗,这种损耗一般称极化损耗。位移极化从建立极化到其稳定所需时间很短(约为10-16~10-12s),这在无线电频率(5×1012Hz 以下)范围均可认为是极短的,因此基本上不消耗能量。其他缓慢极化(例如松弛极化、空间电荷极化等)在外电场作用下,需经过较长时间(10-10s或更长)才达到稳定状态,因此会引起能量的损耗。
4)结构损耗
陶瓷材料的损耗
在高频电场和低温下,有一类与介质内邻结构的紧密度密切相关的介质损耗称为结构损耗。这类损耗与温度关系不大,耗功随频率升高而增大。
W=U2/R=(Ed)2S/ρd=σE2Sd
试验表明结构紧密的晶体成玻璃体的结构损耗都很小,但是当某此原因(如杂质的掺入、试样经淬火急冷的热处理等)使它的内部结构松散后。其结构耗就会大大升高。
定义
损耗角正切表示为获得给定的存储电荷要消耗的能量的大小,是电介质作为绝缘材料使用时的重要评价参数。为了减少介质损耗,希望材料具有较小的介电常数和更小的损耗角正切。损耗因素的倒数Q=(tanδ)-1在高频绝缘应用条件下称为电介质的品质因素,希望它的值要高。 [3]
在结构紧密的陶瓷中,介质损耗主要来源于玻璃相。为了改善某些陶瓷的工艺性能,往往在配方中引人此易熔物质(如黏土),形成玻璃相,这样就使损耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷随黏土含量增大,介质损耗也增大。因面一般高频瓷,如氧化铝瓷、金红石等很少含有玻璃相。大多数电陶瓷的离子松弛极化损耗较大,主要的原因是:主晶相结构松散,生成了缺固济体、多品型转变等。 [3]
电离损耗(又称游离损耗)是由气体引起的,含有气孔的固体介质在外加电场强度超过气孔气体电离所需要的电场强度时,由于气体的电离吸收能量而造成指耗,这种损耗称为电离损耗。
D,E,J之间的相位关系图
紧密结构的晶体离子都排列很有规则,键强度比较大,如α-Al2O3、镁橄榄石晶体等,在外电场作用下很难发生离子松弛极化,只有电子式和离子式的位移极化,所以无极化损耗,仅有的一点损耗是由漏导引起的(包括本质电导和少量杂质引起的杂质电导)。这类晶体的介质损耗功率与频率无关,损耗角正切随频率的升高而降低。因此,以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频场合。如刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等
tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ
3)电离损耗
高分子聚合物电介质按单体单元偶极矩的大小可分为极性和非极性两类。一般地,偶极矩在0~0.5D(德拜)范围内的是非极性高聚物;偶极矩在0.5D以上的是极性高聚物。非极性高聚物具有较低的介电常数和介质损耗,其介电常数约为2,介质损耗小于10-4;极性高聚物则具有较高的介电常数和介质损耗,并且极性愈大,这两个值愈高。
工程介质材料大多数是不均匀介质。例如陶瓷材料就是如此,它通常包含有晶相、玻璃相和气相,各相在介质中是统计分布口。由于各相的介电性不同,有可能在两相间积聚了较多的自由电荷使介质的电场分布不均匀,造成局部有较高的电场强度而引起了较高的损耗。但作为电介质整体来看,整个电介质的介质损耗必然介于损耗最大的一相和损耗最小的一相之间。 [2]
漏导损耗又称电导损耗。实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质,在外电场的作用下,总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流,这种微小电流称为漏导电流,漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实际的电介质总存在一些缺陷,或多或少存在一些带电粒子或空位,因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。
高聚物的凝聚态结构及力学状态对介电性景响也很大。结品能抑制链段上偶极矩的取向极化,因此高聚物的介质损耗随结晶度升高而下降。当高聚物结晶度大于70%时,链段上的偶极的极化有时完全被抑制,介电性能可降至最低值,同样的道理,非晶态高聚物在玻璃态下比在高弹态下具有更低的介质损耗。此外,高聚物中的增塑利、杂质等对介电性能也有很大景响。
5)宏观结构不均勾性的介质损耗
在交变电场作用下,电位移D与电场强度E均变为复数矢量,此时介电常数也变成复数,其虚部就表示了电介质中能量损耗的大小。
表征编辑
式中,δ称为损耗角,tanδ称为损耗角正切值。
2)极化损耗
各种不同形式的损耗是综合起作用的。由于介质损耗的原因是多方面的,所以介质损耗的形式也是多种多样的。介电损耗主要有以下形式:
工程材料编辑
定义单位体积的介质损耗为介质损耗率为
式中Jτ与E同相位。称为有功电流密度,导致能量损耗;Je,相比较E超前90°,称为无功电流密度。
介电常数介质损耗测试仪的应用领域可分为以下方向:
一、介电常数介质损耗测试仪材料研发与性能优化
新型材料开发:评估陶瓷、聚合物、纳米复合材料等的极化机制与能量损耗特性,指导配方优化(如高聚物通过调整ε值提升耐高温性能)。
老化与失效分析:监测材料在温度、湿度变化下的介电性能演变(如高温下介电常数的非线性变化)。
食品与农业科学:通过介电常数间接检测果蔬含水率、发酵程度,或优化食品干燥、杀菌工艺参数。
二、介电常数介质损耗测试仪电子与电力工业
电容器与绝缘材料:测试聚丙烯薄膜(ε≈2.3)、电解液等介质的介电常数与损耗因数(tanδ<0.005),确保电容器储能效率和稳定性。
高压设备安全评估:检测变压器油、绝缘纸的介质损耗角正切值(tanδ),预防绝缘击穿风险。
电子元器件制造:评估液晶材料、半导体封装材料的介电性能,优化显示响应速度或器件可靠性。
三、介电常数介质损耗测试仪通信与航空航天
射频与微波材料:优化微波基板(如Rogers材料ε≈3.3-6.6)、天线材料的介电常数,提升高频信号传输效率。
及端环境适应性:测试航天器隔热材料、航空复合材料在真空或高辐射环境下的介电稳定性。
四、介电常数介质损耗测试仪工业质检与生产控制
化工与石油行业:检测有机溶剂、聚合物溶液的介电常数,优化涂料干燥性能或油品绝缘等级。
汽车与能源设备:评估电池隔膜、燃料电池电解质的介电特性,确保充放电效率与安全性。
建筑与土木工程:通过介电常数反演路基压实度或监测混凝土结构中的水分分布。
五、介电常数介质损耗测试仪跨领域创新应用
环境监测:利用土壤介电特性分析水土污染程度或预测地质灾害(如岩石介电异常与地震关联性)。
医疗与生物工程:研究生物组织或医用材料的介电响应特性,辅助开发新型传感器或诊断设备。
六、介电常数介质损耗测试仪技术扩展方向
高频电路设计:结合阻抗测试(EIS)分析PCB基板材料的介电常数与信号完整性关系。
储能材料开发:通过介电常数优化聚合物基复合材料,提升超级电容器能量密度。
七、介电常数介质损耗测试仪材料性能评估
介电参数测量:用于精确测定材料的介电常数(ε)和介质损耗角正切值(tanδ),为评估绝缘材料、陶瓷、复合材料等电学特性提供核心数据。
性能优化支持:通过分析介电参数与材料微观结构的关系,指导改进材料配方及生产工艺,提升耐压、绝缘或高频适应性等性能。
八、介电常数介质损耗测试仪行业应用场景
电力与电子工业:检测电力设备绝缘材料(如电缆、变压器套管)的介电性能,保障电网安全运行;评估电子元器件基板材料的信号传输稳定性。
科研与教育:作为高校、科研机构实验室的基础设备,用于新型功能材料(如微波介质陶瓷、高分子复合材料)的研发及教学实验。
工业质检:在陶瓷电容器制造、高频通信材料生产等领域,用于产品出厂前的介电性能合规性检测。
九、介电常数介质损耗测试仪扩展功能应用
多参数测量:部分高极型号可同步测量电容、电感、Q值等参数,支持对电路元件特性及高频传输线阻抗的全面分析。
宽频段适用:通过谐振法(MHz级)或传输线法(GHz级)等不同原理,满足从低频绝缘材料到高频微波基板的多场景测试需求。
技术特征示例典型设备如GDAT,BQS系列,支持17-240pF电容调节、1pF-25nF直接测量及1-1023的Q值范围,具备自动换档和数字频率锁定功能,确保在10kV高压下仍能保持±0.5%的测量精度
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