材料介电特性的测量基础.pdf

是德科技 材料介电特性的测量基础 应用指南 目录 序言 3 介电原理 4 介电常数 4 导磁率 7 电磁传播 8 介电机理 10 取向(偶极子) 偏振 11 电子和原子偏振 11 弛豫时间 12 徳拜关系式 12 科尔-科尔图 13 离子电导率 13 界面或空间电荷偏振 14 测量系统 15 网络分析仪 15 阻抗分析仪和LCR表 16 夹具 16 软件 16 测量技术 17 同轴探头法 17 传输线法 20 自由空间法 23 谐振腔法 26 平行板法 29 电感测量法 30 方法比较 31 是德科技解决方案 32 参考资料 33 网络资源 34 序言 各行各业都需要对它们所用的材料有非常清晰的了解，以便缩短设计、进厂检验、流程检测和质量保证等阶 段所花费的时间。每种材料都具有一些独特的电气特征，与介电特性有关。通过对介电特性进行精确测量， 科技人员和工程师能够获得宝贵的信息，从而在具体应用中恰当地运用这些材料，创造更可靠的设计或监测 生产流程，改进质量控制。 介电材料测量可以为许多电子应用提供关键设计参数信息。电缆绝缘体损耗、基片阻抗或介质谐振器频率都 与材料介电特性有关。信息也有助于改进铁氧体、吸收器和封装设计。通过充分认识介电特性，航空航天、 汽车、食品和医药行业中的必威体育精装版应用也获益匪浅。 是德科技提供多种仪器、夹具和软件，用于测量材料的介电特性。是德科技测量仪器(例如网络分析仪、阻抗 分析仪和LCR表) 能够覆盖最高1.1T Hz 的频率范围。用于夹持被测材料(MUT) 的夹具分别适用于同轴探头法、 平行板法、同轴/波导传输线法、自由空间法和谐振腔法。下表显示了是德科技材料测试解决方案所能测量的 产品。 表1. 材料测量应用实例 行业 应用/产品 电子 电容器、基片、PCB、PCB天线、铁氧体、磁记录头、吸收器、SAR体模材料、传感器 航空航天/国防 隐身技术、RAM (雷达波吸收材料) 、雷达天线罩 工业材料 陶瓷和复合材料: IC 封装、航空航天与汽车零部件、水泥、涂料和生物植入 聚合物和塑料: 纤维、基片、薄膜、绝缘材料 水凝胶: 一次性尿片、软性隐形眼镜 液晶: 显示器 橡胶、半导体和超导体 其他包含此类材料的产品: 轮胎、涂料、粘合剂等 食品和农业 食品保鲜(变质) 研究、微波食品开发、包装、含水率测量 林业和矿业 木材/纸制品含水率测量、含油量分析 制药和医疗 药物研究和生产、生物植入体、人体组织定征、生物量、化学浓缩、发酵 4 | Keysight | 材料介电特性的测量基础－应用指南 介电原理 本文将讨论介电常数和导磁率两种介电特性。另一种材料特性―电阻率不属于本文讨 论的范围。关于电阻率及其测量的信息请参见是德科技应用指南1369-11 。必须注意， 介电常数和导磁率不是恒定不变的。频率、温度、方向、混合、压力和材料分子结构等 因素都可能对它们产生影响，使它们发生变化。 介电常数 材料如果在受到外部电场作用时能够储存电能，就称为电介质。当给平行