介电性能_电场作用下对静电能的储蓄和损耗的性质

介电性能

电场作用下对静电能的储蓄和损耗的性质

介电性能是指在电场作用下，表现出对静电能的储蓄和损耗的性质，该词通常用介电常数和介质损耗来表示。材料应用高频技术时，如实木复合地板采用高频热压时介电性能是非常重要的性质。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),又称透电率。

简介

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。

损耗

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

特性

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。

高聚物

高聚物的介电性能是指高聚物在电场作用下，表现出对静电能的储存和损耗的性质，通常用介电常数和介电损耗来表示。

（1）介电极化

绝大多数高聚物是优良的电绝缘体，有高的电阻率，低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。但在外电场作用下，或多或少会引起价电子或原子核的相对位移，造成了电荷的重新分布，称为极化。主要有以下几种极化：（1）电子极化，（2）原子极化，（3）偶极极化。前两种产生的偶极矩称诱导偶极矩，后一种为永久偶极矩的取向极化。

（2）介电损耗

聚合物在交变电场中取向极化时，伴随着能量消耗，使介质本身发热，这种现象称为聚合物的介电损耗。

常用复数介电常数来同时表示介电常数和介电损耗两方面的性质：

（3）影响介电性的因素

① 结构

分子极性越大，一般来说和都增大。而其中还对极性基团的位置敏感，极性基团活动性大的（比如在侧基上），较小。

交联、取向或结晶使分子间作用力增加，减少；支化减少分子间作用力，增加。

② 频率和温度

与力学松弛相似

③ 外来物的影响

增塑剂的加入使体系黏度降低，有利于趋向极化，介电损耗峰移向低温。极性增塑剂或导电性杂质的存在会使和都增大。

聚合物在作电工绝缘材料或电容器材料使用时，要求其介电损耗越小越好，相反在塑料高频焊接或高频“热处理”等情况下，要求大一些才好。

参考资料

最新修订时间：2023-05-23 09:48

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