style="width:1.15986in;height:0.62678in" /> … ………………… (1) 本文是学习GB-T 11297.9-2015 热释电材料介质损耗角正切tanδ的测试方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本部分规定了热释电陶瓷、晶体和有机材料在100 Hz～100kHz
范围的介质损耗角正切tano 的测
量方法。
本部分适用于测量钛酸铅、锆钛酸铅、钛酸锶钡、钽钪酸铅等热释电陶瓷材料和铌镁酸铅、钽酸锂、
三甘氨酸硫酸盐族等热释电晶体材料的介质损耗角正切 tano,
也适用于测量其他类似陶瓷、晶体及有
机热释电材料的介质损耗角正切 tano。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
SJ/T 11067 红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术语
SJ/T11067 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
介质损耗 dielectric loss
任何电介质(包括热释电材料)在交变电场作用下由于发热而产生的电能损耗。
衡量这种损耗大小的因子是 tano,
称为介质损耗角(δ)的正切值，是一个无量纲物理量。介质损耗
角(0)表示为有功功率(P) 与无功功率(Q) 的比值，见式(1)。
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介质损耗角正切(tano)
的测量和计算方法有两种等效电路，图1分别表示这两种等效电路及其矢
量图解。
由图1可见，并联损耗角正切可表示为式(2):
串联损耗角正切可表示为式(3):
式中：
style="width:2.31988in;height:0.65244in" />
style="width:2.30666in;height:0.62656in" />
………………………… (
……… ……………… (3)
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外加交流电压的角频率，单位为每秒(s⁻¹)。
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style="width:1.65326in;height:2.80654in" />class="anchor">GB/T 11297.9—2015
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a) 并联等效电路
b) 串联等效电路
style="width:1.99341in;height:2.82656in" />
c) 并联矢量图解
d) 串联矢量图解
说明：
U - 总电压，单位为伏特(V);
I — 总电流，单位为安培(A);
Cp—— 并联等效电容，单位为法拉(F);
R,—— 并联等效电阻，单位为欧姆(Ω);
I 。——流经并联等效电容的电流，单位为安培(A);
IR—— 流经并联等效电阻的电流，单位为安培(A);
C,— 串联等效电容，单位为法拉(F);
R、— 串联等效电阻，单位为欧姆(Ω);
U。— 串联等效电容的电压，单位为伏特(V);
UR——串联等效电阻的电压，单位为伏特(V);
φ - — 有损耗电容器的电流与电压的相位；
δ — 介质损耗角，δ=90° - φ。
图 1 等 效 电 路 及 矢 量 图 解
由式(2)和式(3)可见，tano
值不仅直接与测试频率有关，而且因为Cp、C,、Rp、R、是电场强度、电
场频率、样品所承受的压力和温度的函数(同时还与其他条件有关),因此在测量
tanð 值时，对上述有关
条件应做出明确规定。
此外，还应考虑测量引线和样品夹具所产生的电容(Co) 的影响，电容(C 。) 与
样 品 电 容(C) 成 并 联
状态，根据式(2)或式(3),可求出 tano 与 实 测 值(tano) 。
之间的关系，见式(4):
style="width:2.94009in;height:0.69982in" /> (4)
式 中 ：
C— 样品的真实电容，它与实际测定的电容 C 。有如下关系，见式(5):
C=C 。-Co
………
(5)
GB/T 11297.9—2015
式(4)可改写为：
style="width:3.68003in;height:0.70664in" /> (6)
利用精密 LCR 仪表首先测定测量引线和样品夹具所产生的电容(Co),
然后测出样品电容(C 。) 和
(tano) 。, 即可根据式(6)计算出试样介质损耗角正切 tano 值 。
测试的大气条件如下：
— 温度：15℃~35℃;
— — 相对湿度：25%～75%;
——大气压力：86 kPa～106 kPa。
仲裁测试的大气条件如下：
— — 温度：25℃±2℃;
— — 相对湿度：45%～55%;
——大气压力：86 kPa～106 kPa。
测试用样品应符合下列要求：
a) 面积为10 mm² ~50mm², 厚度为0 . 1 mm～1.0mm 的方形或圆形试样；
b)
试样应经细磨或抛光，表面应平整、清洁。对某些具有解理性的材料，若解理面平整，可不进
行任何加工处理；
c) 试样的两个表面应覆盖金属全电极，如银电极；
d) 试样厚度方向平行于极化轴，允许偏差±2°;
e) 试样厚度的平均偏差小于±2%。
本试验适用的设备和仪器如下：
a) 千分尺：测量误差不大于±0.01 mm 的量具测量试样厚度和电极面积；
b)
样品夹具：电极引线与试样电极的连接采用弹性夹，也可用导电胶连接，弹性夹应能保证与试
样电极有良好的电接触，而且不能对试样产生较大的局部压力；
c) 样品盒：应用铜或其合金等制成，并妥善接地，对外界信号起屏蔽作用；
d) 测量引线：应采用屏蔽线，屏蔽线、精密 LCR
仪表接地端和试样屏蔽盒妥善连接；
e) 精 密 LCR 仪表应符合下列要求：
1) 测试电压：测量仪器的输出电压折算成加载到试样上的电场强度，
一般应小于5 V/mm。 对于个别特殊的铁电性材料，测试电压应尽可能低；
2) 测试频率：范围为100 Hz～100kHz, 推荐频率为1 kHz;
频率的最大允许误差为±0 . 5%;
3) 介质损耗角正切(tano) 的测量误差：最大允许误差为±0.05%。
GB/T 11297.9—2015
f)
恒温器：温度波动范围应不大于±1.0℃,对于测试温度在居里温度附近时，恒温器温度波动
范围应不大于±0.1℃。
对于陶瓷材料用汽油、洗洁精、去离子水各洗涤20 min
以上。对于某些水溶性材料应用无水酒精
或乙醚代替去离子水清洗样品。清洗干净后，烘干、制备电极。
8.2 介质损耗角正切(tanδ)的测量
测量步骤如下：
a) 在测量介质损耗角正切(tano)前应沿试样厚度方向进行极化；
b)
先将样品盒放入恒温器内，再将样品夹具接入样品盒内，用测量引线将样品夹具两端引出并接
至精密 LCR 仪表测量端；
c)
保持样品夹具在开路状态，并使样品夹具开路的间距与试样的厚度相当，进行开路校准；若使
用的精密 LCR 仪表没有校准功能，测得样品夹具和测量引线的电容(C。);
d) 保持样品夹具为短路状态，进行短路校准；
e) 校准完成后，将精密LCR
仪表调整到所需测试频率，将试样用样品夹具夹好，并将恒温器设置
到预定温度；
f) 开启恒温器，待温度达到预定温度并恒温15 min
后测量，测得结果即为试样的介质损耗角正 切(tano);若使用的精密 LCR
仪表没有校准功能，测得结果为(tano)。,在测量(tano)。 的同时
应测出试样的电容(C。);
g)
将测得的C。、C。和(tano)。代入式(6),即可计算出试样的介质损耗角正切真实值。
报告应至少包括：
a) 试样报告签发日期；
b) 试样本身必要的详细说明；
c) 所用仪器型号；
d) 测试结果。
更多内容 可以 GB-T 11297.9-2015 热释电材料介质损耗角正切tanδ的测试方法. 进一步学习