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电介质的介电常数温度() 温度()石英玻璃电学性能石英玻璃具有很高的介电强度，很低的电导率折电损失，即使在高温时，其电导率与介电损失也较一般材料低，特别适合高温高机械应力条件下作高频和电压绝缘材料。
电导率在20o C时，透明石英玻璃的电导率为10-17-10-16西/米，不透明石英玻璃的电导率为10-14-3.2×10-13西/米，其值与石英玻璃的纯度有关。
介电常数在常温和0-106赫兹频率下，透明石英玻璃的介电常数为3.70；不透明石英玻璃为3.50，温度升高，介电常数略有增加，到450o C以后，介电常数显著增加。
介电损失石英玻璃的介电损失与温度的关系是随温度的升高，介电损失增加，在350o C 以上，介电损失随温度的升高而增加更为显著。
石英玻璃的介电损失击穿强度在200o C时，透明石英玻璃的击穿电压约为普通玻璃的三倍， 500o C时为普通玻璃的十倍。
石英光学玻璃我厂生产的光学石英光学玻璃窗口片，能耐高温和高压，主要应用于：特种光源，光学仪器，光电子，军工，冶金，半导体，光通讯等领域。
它能实验温度：1200度，软化温度为：1730度，具体参数如下。
1．JGS1（远紫外光学石英光学玻璃）它是用高纯度氢氧熔化的光学石英光学玻璃。
具有优良的透紫外性能，特别是在短波紫外区，其透过性能远远地胜过所有其他玻璃，在185mμ处的透过率可达90％，是185—2500mμ波段范围内的优良光学材料。
2．JGS2（紫外光学石英光学玻璃）它是用氢氧熔化的光学石英光学玻璃。
它是透过220—2500mμ波段范围内的良好材料。
3．JGS3：（红外石英光学玻璃）它是具有较高的透红外性能，透过率高达85％以上，其应用波段范围260—3500mμ的光学材料。
石英光学玻璃物理性能高硼硅3.3耐热冲击浮法平板玻璃——一种真正全能、广泛应用的材料！高硼硅3.3耐热冲击浮法平板玻璃是使用浮法工艺生产的，以氧化钠（Na2O)、氧化硼（B2O3)、二氧化硅（SiO2）为基本成份的一种平板玻璃。
电介质材料的结构与特性研究电介质材料是一种重要的材料，广泛应用于电力、通信、电子、航空航天等领域。
它的特性和性能受到材料的结构影响，因此研究电介质材料的结构与特性对于探究其性能及开发新材料具有重要意义。
本文将从材料结构、电介质特性以及研究进展三个方面来探讨电介质材料的结构与特性研究。
一、材料结构电介质材料的结构主要包括分子结构和晶体结构两个方面。
其中，分子结构包括分子的构成、分子的排列方式等；而晶体结构则代表了材料在长程有序性方面的体现。
下面将分别介绍这两个结构方面。
1.分子结构电介质材料的分子结构主要由聚合物材料、小分子有机材料和无机材料三种构成。
其中，聚合物材料主要指的是电介质聚合物，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。
这些聚合物分子的结构是由一些化学基团构成的，不同的基团和不同排列方式，会产生不同的分子结构。
小分子有机材料主要指的是小分子有机化合物，如喹啉、茚三酮、咔唑等。
这些分子的结构也是由一些基团构成的，不同的基团和不同排列方式，也会产生不同的分子结构。
无机材料主要包括陶瓷、氧化物、硅酸盐等。
这些材料的分子结构普遍具有高度的对称性，如氟化钙的分子结构为八面体。
2.晶体结构晶体结构表示了材料在长程有序性方面的特征，是材料固有的结构形态，是材料性能的重要因素。
电介质材料的晶体结构主要包括立方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、四方晶系、六方晶系等。
例如，常用的氧化铝晶体结构为三方晶系，石英晶体结构为六方晶系。
二、电介质特性电介质材料具有许多特性，如介电常数、介质损耗、极化强度、击穿场强等。
下面将分别介绍这些特性。
1.介电常数介电常数是电介质材料的一种基本特性，表示了电介质在电场作用下的电极化程度大小。
电介质材料的介电常数与分子结构关系密切。
例如，聚乙烯的介电常数较小，而聚苯乙烯的介电常数较大。
2.介质损耗介质损耗是指电介质材料在电场作用下所具有的能量损失。
电介质材料的介质损耗与材料的成分、结构和制备工艺等因素有关。
1.介质损耗什么是介质损耗：绝缘材料在电场感化下,因为介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗.也叫介质损掉,简称介损.2.介质损耗角δ在交变电场感化下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ). 简称介损角.3.介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数,是指介质损耗角正切值,简称介损角正切.介质损耗因数的界说如下:假如取得试品的电流相量和电压相量,则可以得到如下相量图：总电流可以分化为电容电流Ic和电阻电流IR合成,是以：这恰是损掉角δ=(90°-Φ)的正切值.是以如今的数字化仪器从本质上讲,是经由过程测量δ或者Φ得到介损因数.测量介损对断定电气装备的绝缘状态是一种传统的.十分有用的办法.绝缘才能的降低直接反应为介损增大.进一步就可以剖析绝缘降低的原因,如：绝缘受潮.绝缘油受污染.老化演变等等.测量介损的同时,也能得到试品的电容量.假如多个电容屏中的一个或几个产生短路.断路,电容量就有显著的变更,是以电容量也是一个重要参数.4.功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值,意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重.功率因数的界说如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不是介质损耗因数(DF:tgδ).一般cosΦ<tgδ,在损耗很小时这两个数值异常接近.(1) 容量与误差:现实电容量和标称电容量许可的最大误差规模.一般运用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%.周详电容器的许可误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采取不合的误差等级.经常运用的电容器其精度等级和电阻器的暗示办法雷同.用字母暗示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K 级—±10%;M级—±20%.(2) 额定工作电压:电容器在电路中可以或许长期稳固.靠得住工作,所推却的最大直流电压,又称耐压.对于构造.介质.容量雷同的器件,耐压越高,体积越大.(3) 温度系数:在必定温度规模内,温度每变更1℃,电容量的相对变更值.温度系数越小越好.(4) 绝缘电阻:用来标明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.(5) 损耗:在电场的感化下,电容器在单位时光内发烧而消费的能量.这些损耗重要来自介质损耗和金属损耗.通经常运用损耗角正切值来暗示.(6) 频率特征:电容器的电参数随电场频率而变更的性质.在高频前提下工作的电容器,因为介电常数在高频时比低频时小,电容量也响应减小.损耗也随频率的升高而增长.别的,在高频工作时,电容器的散布参数,如极片电阻.引线和极片间的电阻.极片的自身电感.引线电感等,都邑影响电容器的机能.所有这些,使得电容器的运用频率受到限制.不合品种的电容器,最高运用频率不合.小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ.不合材质电容器,最高运用频率不合.COG(NPO)材质特征温度频率稳固性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差.贴片电容的材质规格贴片电容今朝运用NPO.X7R.Z5U.Y5V等不合的材质规格,不合的规格有不合的用处.下面我们仅就经常运用的NPO.X7R.Z5U和Y5V来介绍一下它们的机能和运用以及倾销中应留意的订货事项以引起大家的留意.不合的公司对于上述不合机能的电容器可能有不合的定名办法,这里我们引用的是敝司三巨电子公司的定名办法,其他公司的产品请参照该公司的产品手册.NPO.X7R.Z5U和Y5V的重要差别是它们的填充介质不合.在雷同的体积下因为填充介质不合所构成的电容器的容量就不合,随之带来的电容器的介质损耗.容量稳固性等也就不合.所以在运用电容器时应依据电容器在电路中感化不合来选用不合的电容器.一 NPO电容器NPO是一种最经常运用的具有温度抵偿特征的单片陶瓷电容器.它的填充介质是由铷.钐和一些其它罕见氧化物构成的.℃到+125℃时容量变更为0±30ppm/℃,电容量随频率的变更小于±0.3ΔC.NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以疏忽不计的.其典范的容量相对运用寿命的变更小于±0.1%.NPO电容器随封装情势不合其电容量和介质损耗随频率变更的特征也不合,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特征好.NPO电容器合适用于振荡器.谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容.二 X7R电容器℃到+125℃时其容量变更为15%,须要留意的是此时电容器容量变更长短线性的.X7R电容器的容量在不合的电压和频率前提下是不合的,它也随时光的变更而变更,大约每10年变更1%ΔC,表示为10年变更了约5%.X7R电容器重要运用于请求不高的工业运用,并且当电压变更时其容量变更是可以接收的前提下.它的重要特色是在雷同的体积下电容量可以做的比较大.三 Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器.这里起首须要斟酌的是运用温度规模,对于Z5U电容器重要的是它的小尺寸和低成本.对于上述三种陶瓷单片电容起来说在雷同的体积下Z5U电容器有最大的电容量.但它的电容量受情况和工作前提影响较大,它的老化率最大可达每10年降低5%.尽管它的容量不稳固,因为它具有小体积.等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低.优越的频率响应,使其具有普遍的运用规模.尤其是在退耦电路的运用中.Z5U电容器的其他技巧指标如下:工作温度规模 +10℃ --- +85℃温度特征 +22% ---- -56%介质损耗最大 4%四 Y5V电容器Y5V电容器是一种有必定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃规模内其容量变更可达+22%到-82%.Y5V的高介电常数许可在较小的物理尺寸下制作出高达4.7μF电容器.Y5V电容器的其他技巧指标如下:工作温度规模 -30℃ --- +85℃温度特征 +22% ---- -82%介质损耗最大 5%For personal use only in study and research; not for commercial use。
1、介质损耗什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
也叫介质损失，简称介损。
2、介质损耗角δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。
介质损耗因数的定义如下:如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图：总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。
因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。
绝缘能力的下降直接反映为介损增大。
进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。
测量介损的同时，也能得到试品的电容量。
如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值，意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重。
功率因数的定义如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ)，而不是介质损耗因数(DF:tgδ)。
一般cosΦ<tgδ，在损耗很小时这两个数值非常接近。
(1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围.一般使用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%.精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级.常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同.用字母表示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K级—±10%;M级—±20%.(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受的最大直流电压,又称耐压.对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大.(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值.温度系数越小越好.(4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.(5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通常用损耗角正切值来表示.(6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.不同品种的电容器,最高使用频率不同.小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ.不同材质电容器,最高使用频率不同.COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差.贴片电容的材质规格贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的材质规格,不同的规格有不同的用途.下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意.不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法,这里我们引用的是敝司三巨电子公司的命名方法,其他公司的产品请参照该公司的产品手册.NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同.在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同.所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器.一NPO电容器NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器.它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的.NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一.在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC.NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的.其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%.NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好.NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容.二X7R电容器X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器.当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%,需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的.X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%.X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下.它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大.三Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器.这里首先需要考虑的是使用温度范围,对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本.对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量.但它的电容量受环境和工作条件影响较大,它的老化率最大可达每10年下降5%.尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围.尤其是在退耦电路的应用中.Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围+10℃--- +85℃温度特性+22% ---- -56%介质损耗最大4%四Y5V电容器Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%.Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器.Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围-30℃--- +85℃温度特性+22% ---- -82%介质损耗最大5%For personal use only in study and research; not for commercial use。
电介质物理实验指导书目录实验一电解电容漏电流及容量与耗损角正切的温度特性测试 (1)一、实验目的 (1)二、实验仪器 (1)三、实验原理 (1)四、实验步骤 (2)五、实验要求 (2)实验二电介质材料击穿测试与分析 (4)一、实验目的 (4)二．实验仪器 (4)三．实验原理 (4)四．实验方法 (4)五．基本实验步骤 (5)六.注意事项 (6)实验三电介质材料介电系数和损耗角正切的频率特性测试 (7)一、实验目的 (7)二、实验仪器 (7)三、实验原理 (7)四、实验步骤 (9)五、实验要求 (9)实验四电介质介电常数和损耗角正切的温度特性测试 (11)一、实验目的 (11)二、实验原理 (11)三、实验仪器和材料 (14)四、实验步骤 (15)五、实验要求 (14)实验五电介质导电特性测试 (16)一、实验目的 (16)二、实验仪器 (16)三、实验要求 (16)实验一电解电容漏电流及容量与耗损角正切的温度特性测试预习报告一、实验目的1、掌握大容量电解电容器的测量方法。
2、掌握电解电容漏电流的测量方法3、学习本实验所用仪器的使用和工作原理。
4、了解电解电容器的容量、耗损角正切随温度的变化特征。
二、实验仪器1、YY2617大电容数字测量仪2、DF2686电解电容泄漏电流测试仪3、电解电容量（4700μF）。
三、实验原理图1 大容量测试仪工作原理图电解电容器的内部结构与其他类型的电容器相比有明显的不同，其阳极是生成氧化膜的金属，而这层极薄的氧化膜是电解电容的介质，而另一极则并非金属，而是所谓的“电解质”，它可以为液体，也可以是糊状，凝胶或固体。
此种结构特征决定了这类电容器的性能有其独特之处——体积小，电容量大，在电子线路中占有重要地位。
但也要承认正是这种特性的结构，使它的漏电流极大，可达1mA以上，相应的绝缘电阻不足1MΩ，因此损耗角的正切较大，而且电容量的稳定性差，具体表现之一为损耗角正切和容量随温度的变化而变化，所以在使用上受到一定的限制，只有了解和掌握了这些特点，才能进一步改进和发展电解电容器。
