儀器型號：ZJD-A  ZJD-B  ZJD-C  儀器名稱：介電常數(shù)測試儀  陶瓷材料介質(zhì)損耗測試儀  陶瓷材料介電性能測試儀

GB/T5594陶瓷材料介質(zhì)損耗角正切值的測試方法

1、定義和測試原理：

陶瓷材料介質(zhì)損耗測試儀角正切值(tanδ)是表示在某一頻率交流電壓作用下介質(zhì)損耗的參數(shù)。所謂介質(zhì)損耗即是單位時間內(nèi)消耗的電能。

由陶瓷材料制成的元器件，當(dāng)它工作時，交變電壓加在陶瓷介質(zhì)上，并通過交變電流，這時陶瓷介質(zhì)連同與其相聯(lián)系的金屬部分，可以看成有損耗的電容器，并可用一個理想電容器和一個純電阻器并聯(lián)或串聯(lián)的電路來等效，如圖1所示。電壓和電流的相位關(guān)系可用圖2表示。

a.并聯(lián)等效電路  b.串聯(lián)等效電路

圖1  有損耗電容器的等效電路

a.并聯(lián)電路矢量圖 b.串聯(lián)電路矢量圖

圖2  有損耗電容器的矢量圖

由圖可知，δ角的意義可描述為：有損耗電容器電流和電壓之間相位差與理想電容器（無損耗

根據(jù)定義，在1MHz測量tanδ，可利用諧振電路、平衡或不平衡電橋以及其他原理。

2、試樣：

2.1  試樣應(yīng)符合GB  5593—85《電子元器件結(jié)構(gòu)陶瓷材料》的規(guī)定。

2.2  試樣應(yīng)進行清洗干燥處理。

2.3  試樣在正常試驗大氣條件下放置不少于24h。

3、測量儀器和設(shè)備：

3.1  測量儀器

可采用直讀式損耗表、高頻Q表、高頻電橋及高頻介質(zhì)損耗測量儀等儀器。測量回路的Q值應(yīng)大于200。

3.2  加熱爐

爐內(nèi)溫度應(yīng)均勻。可用自動或手動方式進行控溫，控溫范圍為室溫至500℃。在控溫范圍內(nèi)任一個溫度值，在10min內(nèi)溫度波動不大于±1℃。

3.3  夾具

可采用圖3所示的三種形式中的任一種夾具。圖3a為一對尖形電極，材料用彈性銅片鍍銀，厚0.6mm。用石英管或其他致密的高溫絕緣材料制成的絕緣子支承置于接地屏蔽盒內(nèi)。圖3b為一個尖形和一個平板形電極。圖3a為一對圓平板形電極，平板之間距離用百分表（可讀到0.01mm）顯示。圓平板直徑應(yīng)小于25mm。

3.4  連接線

連接線要盡量短，小于25cm，連接線為鍍銀銅片，寬10mm，厚0.6mm。連接線也可用屏蔽線。

4、測量方法：

可采用直按測量法和替代法兩種。當(dāng)采用直接測量法時，必須消除連接線和試樣夾具等分布參數(shù)的影響。

測量電路的分布參數(shù)可用圖4表示，圖中L_S、R_S為與試樣串聯(lián)的連接線、夾具等的等效電感及電阻，C_P、R_P為與試樣并聯(lián)的連接線、夾具等的等效電容及電阻。當(dāng)L_S、R_S很小，且可忽略時，或當(dāng)C_P <C_X，R_P>R_X時，試樣的介質(zhì)損耗角正切值可用下式計算：

a.尖形電極 b.尖對平板形電極

c.平板形電極

圖3  測量夾具類型示意圖

1—連接線；2—熱電偶；3—屏蔽盒；4—加熱絲；5—石英管；6—保溫層；

7—夾具；8—試樣；9—爐體；10—百分表；11—通波紋管

圖4  連接線、夾具和試樣的等效電路

圖5  測量設(shè)備連接示意圖

A—測量儀器；B—控溫加熱爐；C—夾具和試樣

注：當(dāng)采用平板形電極夾具時，在測量C₀時應(yīng)保持電極距離等于試樣厚度。

當(dāng)采用替代法時，由于在兩次測量中分布參數(shù)的影響已消除，故不必再對測量結(jié)果進行修正。

5、測量步驟：

5.1  按圖5連接測量儀器和裝置

5.2  控制加熱爐升溫至所需溫度，保溫10min，夾具中不帶試樣，測出₀、tanδ（或C₁、Q₁）。當(dāng)釆用平板形電極夾具時，應(yīng)調(diào)整電極之間距離等于試樣厚度。

5.3  將準備好的試樣放入測量夾具中，在同一溫度下保溫10min，測出C、tanδ（或C₂、Q₂）。

5.4  按所用儀器相應(yīng)的公式或修正公式（1）計算試樣的tanδ。

6、測量誤差：

當(dāng)采用上述原理、方法和步驟進行測量時，由連接線和夾具引入的誤差很小，可以忽略。測量的總誤差取決于所選用的測量儀器。