相对介电常数测量方法

相对介电常数ε_r可以用静电场用如下方式测量：首先在两块极板之间为真空的时候测试电容器的电容C₀。然后，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容C_x。相对介电常数可以用下式计算：

ε_r＝C_x/C₀

在标准大气压下，不含二氧化碳的干燥空气的相对电容率ε_r＝1.00053。因此，用这种电极构形在空气中的电容C_a代替C₀来测量相对电容率ε_r时，也有足够的准确度。（参考GB/T 1409-2006）

对于时变电磁场，物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为相对介电常数（relative permittivity 或 dielectric constant），又称诱电率，与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中，电场强度会在电介质内有可观的下降。理想导体的相对介电常数为无穷大。

根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常，相对介电常数大于3.6的物质为极性物质；相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质；相对介电常数小于2.8为非极性物质。

相对介电常数测量

相对介电常数ε_r可以用静电场用如下方式测量：首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C₀。然后，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后侧得电容C_x。最后，相对介电常数可以用下式计算：

ε_r＝C_x/C₀。

相对介电常数简介

对于时变电磁场，物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。

介电常数又叫介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以希腊字母ε表示，单位为F/m（法拉/米）。

相对介电常数公式：C＝(εS)/(4πkd)（平行电容计算）

电容器的极板间充满电介质时的电容与极板间为真空时的电容之比值称为（相对）介电常数。

电容器极板间充满电介质时，电容增大的倍数叫做电介质的介电常数，用ε表示。

平行板电容计算公式 C＝(εS)/(4πkd) 中，ε就是介电常数。

条件为室温下，测试频率为1KHz。

H₂O（水） 78.5

HCOOH （甲酸） 58.5

HCON(CH₃)₂（N, N-二甲基甲酰胺） 36.7

CH₃OH（甲醇） 32.7

C₂H₅OH（乙醇） 24.5

CH₃COCH₃（丙酮） 20.7

n-C₆H₁₃OH （正己醇） 13.3

CH₃COOH （乙酸或醋酸） 6.15

C₆H₆（苯） 2.28

CCl₄（四氯化碳） 2.24

n-C₆H₁₄（正己烷） 1.88

n-C₄H₁₀（四号溶剂） 1.78

相对介电常数原理

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数（permittivity），又称诱电率。如果有高介电常数的材料放在电场中，电场强度会在电介质内有可观的下降。

电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器（陶器）、云母、玻璃、塑料和各种金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质，并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质，其相对介电常数约为80。

一个电容板中充入介电常数为ε的物质后，电容变大ε倍。

相对介电常数应用

电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的电场力，就像它们被移远了一样。

当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，有更短的波长 。

相对介电常数常见物质的 ε_r

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

锂辉石陶瓷是一种化学物质，分子式是Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂。相对介电常数8.5～9。

湿敏陶瓷1.电阻型湿敏陶瓷材料

这是一类研究最多、应用最广的湿敏陶瓷材料。典型的瓷料是MgCrzO系统，其主要晶相是MgCr2O。TiO作为掺杂改性成分 。

湿敏陶瓷2.电容型湿敏陶瓷材料

电容型湿度传感器是利用其电容量和湿度呈线性关系而受到重视，Al₂O₃膜很容易吸附水汽。多孔氧化铝的相对介电常数为1~10，空气的相对介电常数约等于1，水的相对介电常数约为80。可见，当水汽代替介质中孔内的空气时，介质的相对介电常数将发生很大变化，因而引起元件的电容量变化。Al₂O₃膜在20世纪70年代采用厚膜技术制备，即介质是采用相对介电常数近70的陶瓷细粉印刷而成，它的传感性能较好，同时具有体积小、可靠性高、成本低、易于和其他厚膜元件.集成电路相配合等优点。近年来，随着薄膜集成电路的应用和镀膜技术的发展,氧化物和其他化合物也能形成镀膜，因而研制成了薄膜型湿度传感器。电容型湿敏陶瓷材料有Al₂O₃、Ta₂O₃、Nb₂O₅、CaF、TaN等。

湿敏陶瓷3.阻抗型湿敏陶瓷材料

当前，这种类型的湿度传感器已较少应用。感湿体是以Al2O膜为介质的阻抗元件。它是在厚为0.38 mm的高纯铝金属板上，采用阳极氧化的方法,在铝极表面形成Al₂O₃膜，再经185摄氏度、16h的热处理而制成的。