介電性能

表現對靜電能儲蓄和損耗的性質

介電性能是指在電場作用下,表現出對靜電能的儲蓄和損耗的性質,通常用介電常數和介質損耗來表示。材料應用高頻技術時,如實木複合地板採用高頻熱壓時介電性能是非常重要的性質。介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場,原外加電場(真空中)與最終介質中電場比值即為介電常數(permittivity),又稱誘電率。

簡介


無機介質材料表現出來的介電性能的應用中,還涉及到介電常數、介電損耗因子和介電強度等。
介電常數又叫介質常數、介電係數或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個係數,以字母ε表示,單位為法/米
如果有高介電常數的材料放在電場中,場的強度會在電介質內有可觀的下降。

損耗


因子僅與介質有關,其大小可作為絕緣材料的判據。
介質由介電狀態變為導電狀態的臨界電場強度稱為介電強度。
常見溶劑的介電常數:
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-二甲基甲醯胺)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(二甲基亞碸,DMSO)47.2

特性


是指物質分子中的束縛電荷(只能在分子線度範圍內運動的電荷)對外加電場的響應特性,它主要由相對介電常數εr'、相對介質損耗因數εr〃、介質損耗角正切tanδ和介質等效阻抗等參數來表徵。
油和水(純凈的水)都屬絕緣體。但純凈的水的介電性能遠遠高於油。拿相對介電常數來講,水的介電常數是81,而變壓器油的在3-5之間。

高聚物


高聚物的介電性能是指高聚物在電場作用下,表現出對靜電能的儲存和損耗的性質,通常用介電常數和介電損耗來表示。
(1)介電極化
絕大多數高聚物是優良的電絕緣體,有高的電阻率,低介電損耗、高的耐高頻性和高的擊穿強度。但在外電場作用下,或多或少會引起價電子或原子核的相對位移,造成了電荷的重新分佈,稱為極化。主要有以下幾種極化:(1)電子極化,(2)原子極化,(3)偶極極化。前兩種產生的偶極矩稱誘導偶極矩,后一種為永久偶極矩的取向極化。
(2)介電損耗
聚合物在交變電場中取向極化時,伴隨著能量消耗,使介質本身發熱,這種現象稱為聚合物的介電損耗。
常用複數介電常數來同時表示介電常數和介電損耗兩方面的性質:
(3)影響介電性的因素
① 結構
分子極性越大,一般來說 和 都增大。而其中 還對極性基團的位置敏感,極性基團活動性大的(比如在側基上),較小。
交聯、取向或結晶使分子間作用力增加,減少;支化減少分子間作用力,增加。
② 頻率和溫度
與力學鬆弛相似
③ 外來物的影響
增塑劑的加入使體系黏度降低,有利於趨向極化,介電損耗峰移向低溫。極性增塑劑或導電性雜質的存在會使 和都增大。
聚合物在作電工絕緣材料或電容器材料使用時,要求其介電損耗越小越好,相反在塑料高頻焊接或高頻“熱處理”等情況下,要求 大一些才好。