绝缘材料介电性能测试

通常采用三电极系统（图1）。可以分别测出体积电阻率ρv和表面电阻率ρs。对于平板试样对于管状试样式中u为施加于试样的直流电压，Iv、Is分别为流过试样体积和表面的电流,D1、D2、g分别为电极的直径以及电极间的间隙,L、r1、r2、d分别为电极长度、试样的内外半径及厚度。电极材料可用粘贴铝箔、导电橡皮、真空镀铝、胶体石墨等。在特殊情况下，例如测量薄膜的ρv、ρs，可用二电极系统。

相对介电常数通常是通过测量试样与电极组成的电容、试样厚度和电极尺寸求得。

应用三电极时，对于平板试样，由于平板电容Cx的计算公式是根据实际经验修正为

对于管状试样，由于圆柱形电容Cx的计算公式是根据实际经验修正为

式中Cx为试样电容(法)，L为电极长度(米)，D1为电极直径(米)，g为电极间的间隙(米)，d为试样厚度(米)，r1、r2为试样的内外半径。应用二电极时式中Cx为试样电容，Cm为测量电容,C0为试样的几何电容，Ce为试样的边缘电容，Cg为试样的对地电容。

介质损耗角正切(tanδ)的测定 通过测量试样的等效参数经计算求得。也可在仪器上直读。在工频、音频下一般都用电桥法测量,高电压时采用西林电桥法（图2）。电桥平衡时式中CN为标准电容，C4为可调电容，R4为固定电阻,R3为可调电阻。

当频率为几十千赫到几百兆赫范围时，可用集总参数的谐振法进行测量（图3）。使频率和电感保持恒定，在接入试样和不接试样时调节调谐电容使电路谐振。若接试样时C=Cs，不接试样时C=Cns，则试样电容的测量结果是

Cx=Cns-Cs

这时可用变Q值法和变电纳法计算试样的tanδx。在变Q值法中是根据接入试样且回路谐振时的Q值(Qi)与不接试样且回路谐振时的Q值(Q0)的变化来计算损耗角正切，即式中Cr是回路的总电容，除谐振电容外，包括试样的零电容、接线电容等。变电纳法是根据接试样时谐振曲线的半功率点的宽度△C1(图4)和不接试样时相应的宽度△C0的变化来计算损耗角正切，即　在这些测试中，选择电极极为重要。常用的是接触式电极。可用粘贴铝箔、烧银、真空镀铝等方法制作电极，但后者不能在高频下使用。低频测量时，试样与电极应屏蔽。在高频下可用测微电极以减小引线影响。在某些特殊场合，可用不接触电极，例如薄膜介电性能测试和频率高于30兆赫时介电性能的测量。2100433B

绝缘材料的击穿电场强度以平均击穿电场强度(EB)表示式中uB为击穿电压，d为试样的平均厚度。

工频下击穿电场强度的试验线路如图5。R0通过调压器使电压从零以一定速率上升，至试样被击穿，这时施加于试样两端的电压为击穿电压。测击穿电场强度时，电极需照有关标准的规定。

击穿电压可用静电电压表、电压互感器(见互感器)、放电球隙等仪器并联于试样两端直接测出。击穿电压很高时，需采用电容分压器。冲击电压下的击穿电场强度测试，一般用冲击电压发生器产生的标准冲击电压施加于试样，逐级升高冲击电压的峰值直至击穿。冲击电压可用50%球隙放电法、也可用阻容分压器加上脉冲示波器或峰值电压表测量。

无机介质材料表现出来的介电性能的应用中，还涉及到介电常数、介电损耗因子和介电强度等。

介电常数又叫介质常数、介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母ε表示，单位为法/米

如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。

因子仅与介质有关，其大小可作为绝缘材料的判据。

介质由介电状态变为导电状态的临界电场强度称为介电强度。

常见溶剂的介电常数 ：

H2O (水) 78.5

HCOOH (甲酸) 58.5

CH3COOH(乙酸)6.15

CH3COOC2H5(乙酸乙酯)6.02

HCON(CH3)2 (N,N-二甲基甲酰胺)36.7

CH3OH (甲醇) 32.7

C2H5OH (乙醇) 24.5

CH3CH2CH2-OH(正丙醇)20.1

CH3CH2CH2CH2-OH（正丁醇）17.8

n-C6H13OH （正己醇）13.3

CH3COCH3 (丙酮) 20.7

C6H6 (苯) 2.28

CCl4 (四氯化碳) 2.24

n-C6H14 （正己烷）1.88

CH3SOCH3（二甲基亚砜，DMSO）47.2

是指物质分子中的束缚电荷(只能在分子线度范围内运动的电荷)对外加电场的响应特性,它主要由相对介电常数εr'、相对介质损耗因数εr〃、介质损耗角正切tanδ和介质等效阻抗等参数来表征。

油和水（纯净的水）都属绝缘体。但纯净的水的介电性能远远高于油。拿相对介电常数来讲，水的介电常数是81，而变压器油的在3-5之间。