固体绝缘材料介电性能测试仪
型号：ZJD-87
准确度： Cx:±（读数×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（读数×0.5%+0.00005）；
电容量范围：内施高压：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；外施高压：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；
分辨率：最高0.001pF，4位有效数字；
介电常数ε测试范围：0-200；
介电常数ε准确度：0.5%
介质损耗tgδ测试范围：不限，
介质损耗tgδ分辨率：0.000001，电容、电感、电阻三种试品自动识别。
试验电流范围：5μA～5A；
内施高压：设定电压范围：0.5～10kV ；
最大输出电流：200mA；
升降压方式：电压随意设置。比如5123V。
试验频率： 40-70Hz单频随意设置。比如48.7Hz.
频率精度：±0.01Hz
外施高压：接线时最大试验电流5A，工频或变频40-70Hz
环境温度：20±5℃
相对湿度：65±5%
高低压电极之间距离：0~5mm可调
百分表示值误差：0.01mm
测量极直径：50mm（表面积19.6cm2）
空极tgδ：≤3×10-5
最高测试电压：2000V
体积：Ф210mm H180mm
重量：6kg
一、聚合物的介电性能
绝大多数高聚物是优良的电绝缘体，具有优良的电绝缘性能，其电损耗和电导率低，击穿强度高，为电器工业不可缺少的介电材料和绝缘材料。聚合物在外部电场、力、温度的作用下，可以产生极化现象，如图1-15所示。
1)极化
如图1-16所示，极化可分为电子极化，原子极化和取向(偶极)极化。极性分子可发生电子，原子和取向极化;而非极性分子只能发生电子和原子极化。
2)聚合物的极性
高分子的极性和两方面因素有关，一方面与化学键的极性有关;另一方面与分子结构对称性有关系。键的极性用键矩表示，分子的极性用偶极矩声表示，偶极矩声等于分子中所有键矩得矢量和，它的单位是德拜D (1D=10-18库仑*厘米.。产昆越大表示极性越大。
根据高聚物中各种基团的有效偶极矩林，可以把高聚物按极性的大小分成四类:
非极性(},=0):聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等
弱极性(},<_0.5 ):聚苯乙烯、天然橡胶等
极性(w>0.5):聚氯乙烯、尼龙、有机玻璃等
强极性(}, > 0.7 ):聚乙烯醇、聚酷、聚丙烯睛、酚醛树脂、氨基塑料等。
3)介电常数和介电损耗
高聚物的电学性质往往最灵敏地反映高分子内部结构和分子运动之间的关系。电学性能可以在比力学性质更宽的频率范围内测定，测定精确性和灵敏性都高，因而成为研究高分子结构和分子运动的有力手段。
聚合物的极化程度通常用介电常数。表示。它用介质电容器的电容与真空电容器的比值来表示:
介电常数的大小反映介质贮存电能的能力，它决定于感应电荷的大小。非极性分子介电常数较小，因为它只有电子和原子极化;而极性分子介电常数较大，因为除有上述两种极化外，它还有偶极极化。此外还有以下因素影响。:
(1)一般来说，主链上的极性基团对介电常数的影响小，而侧链上的极性基团对其影响大。
(2)分子结构对称，极性会相互抵消或部分抵消。
(3)分子间作用力如:交联、取向、结晶会使。较大。
(4)极性基团对介电常数的影响还和其玻璃化温度Tg有极大关系。在玻璃化温度以下，由于链段运动被冻结，极性基团的取向有困难，对高聚物的介电常数影响小;在玻璃化温度以上为高弹态，链段可以运动，极性基团的取向可以顺利进行，对高聚物的介电常数影响大。
聚合物在交变电场中取向极化时，伴随着能量损耗，使介质本身发热，这种现象称为聚合物的介电损耗。通常用介电损耗角正切t}s来表示介电损耗。一般高聚物的介电损耗时非常小的，tan8=10-3 ^' 10}。因为介电损耗主要是取向极化引起的，因而通常使。越大的因素也越会导致较大的介电损耗。非极性聚合物理论上讲没有取向极化，既没有介电损耗，但实际上总是有一些杂质如水、增塑剂等存在，其中极性杂质会引起电导损耗。
二、复合材料介电性能与频率的关系
2.1复合材料介电常数的频率依赖性
图4-11是复合材料介电常数与频率之间的测试结果，从图中可以看到，总的趋势是随着频率的增加，复合材料的介电常数下降。当复合材料中填料体积含量低于0.04时，介电常数变化不大;当复合材料中填料体积含量在0.08时，有明显的下降趋势;当复合材料中填料体积含量大于渗流闭值时，即当复合材料的痴WONT -}" 1时，介电常数随频率增加而迅速降低。
在100 Hz下，复合材料中填料体积含量为8.0%时，LDPE/MWCNT复合材料的介电常数为108，为LDPE基体介电常数(s }2.2)的近50倍，当复合材料中填料体积含量增加到10.%时，复合材料的介电常数则高达933，为LDPE基体介电常数的450倍，复合材料中填料体积含量的增加显著提高了复合材料的介电性能。
。，一。oo，二。-b (4-7 )
式中:。‘代表实验材料的测试频率下的介电常数;。。’代表实验材料的高频介电常数;
0<b<1。由公式4-7可知，介电常数与实验频率成负指数关系，即随频率的增加介电常数降低。
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