介电性能测试一e测试

介电性能测试

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介电性能测试须知：

1. 设备可测试频段：

安捷伦4294A：40Hz~100MHz；

安捷伦4980A：40Hz~2MHz；

安捷伦E4991A：磁导率：1MHz－1GHz；介电常数：1MHz－3GHz；

2. 样品要求：安捷伦4294A、4980A：直径或长宽20mm以内，厚度2mm以内，尽量不要太大；以上两台设备只能测试介电常数和介电损耗，无法得到磁导率；E4991A：介电常数、磁导率均可测试，磁导率尺寸8mm*18mm圆环，厚度小于4mm；介电常数样品尺寸不小于20mm*20mm的圆片或正方形，厚度小于4mm；粉末样品可自行压片，要求压片紧实，避免破碎，实验室亦可提供压片与烧结服务，需提供具体的工艺，具体费用请咨询技术顾问老师。

3. 如有其他疑问，请联系前期对接的技术顾问；

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常见问题

问安捷伦 E4491A设备测试介电常数，样品可以是软质或者表面不平的吗？

样品表面不平，误差会较大；样品太软，厚度是不确定因素，因为是夹具测试，所以也存在误差，所以样品最好不要太软且上下表面平整。
问机电耦合系数、机械品质因数的概念及计算公式？

机电耦合系数是一个综合反映压电材料的机械能与电能之间耦合关系的物理量，是压电材料进行机-电能量转换能力的反映。其计算公式为：
其中，𝑓𝑎为反谐振频率，𝑓𝑠为谐振频率，K为机电耦合系数。
机械品质因数是指压电材料在振动时，为了克服内摩擦需要消耗能量。机械品质因数反映的是能量消耗大小的一个参数。 Qm越大，能量消耗越小。其计算公式为：
其中，𝑓𝑎为反谐振频率，𝑓𝑠为谐振频率，Qm为机械品质因数。
问阻抗测试所得电容与介电常数之间的转换。

在测试介电常数时，阻抗测试所得结果数据为电容，可换算为相对介电常数，根据公式：
可得
其中，C表示电容（单位F）；ε0表示真空介电常数，压电陶瓷中其值为8.85×10-12 F/m；S表示正对电极的面积。
问介电常数、介电损耗的概念。

介电常数反映的是材料的介电性质或极化性质，通常用ε来表示。不同用途的压电元器件对压电材料的介电常数要求不同。
介电损耗指的是电介质在电场的作用下，由于电极化弛豫过程的漏导等原因在电介质内所损耗的能量。
问测试前需要对样品进行哪些处理？

在介电性能测试前，需要先将样品进行被电极并进行极化处理。
被电极就是在材料的表面上设置导电电极，使用的材料主要是Ag、Au、Pt等，目的是为了导通和后续极化。使用的工艺方法为烧渗、化学沉积、真空镀膜等。镀电极的最终成效主要由两个因素决定：金属表面的可焊性和金属层的附着性。
当测试温度需要高于800℃时，要求样品镀金电极；当测试温度高于1000℃时，要求样品镀铂金电极。
极化的目的是为了使铁电畴在外电场作用下，沿着电场方向定向排列，显示极性与压电效应。极化的条件有极化电压、极化温度、极化时间。其中极化电压的大小取决于材料的矫顽场大小，一般为矫顽场的2-3倍，通常情况下极化电压越高、极化温度越高极化越充分。极化时间越长，电畴转向排列充分，并有利于极化过程中应力的弛豫。极化的方法有硅油极化和空气极化两种方式。
在介电性能测试中通常需要极化的测试项目有：极化后的CP-D、极化后的介电频谱以及谐振频率和反谐振频率。

结果展示

介电频谱：

复阻抗：

介电温谱：