材料科学实验指导书

材料科学实验讲义(一级实验指导书)千东华讯大学编材料萌科学麦与工私程中如心实补验室导汇扇编锈20喂09奏年赢7伸月穗一、诊实验奥目的订介电旅特性巷是电拉介质进材料铸极其都重要辨的性旗质。风在实倘际应录用中灯，电各介质宣材料陆的介誓电系导数和福介质内损耗咽是非角常重迫要的核参数蚊。例押如，旗制造侨电容仅器的绵材料漏要求决介电挽系数奴尽量牌大，背而介是质损规耗尽席量小敏。相非反地砌，制死造仪保表绝确缘器逝件的旁材料码则要夸求介侵电系屈数和疯介质疤损耗言都尽惭量小睬。而辽在某蜻些特站殊情谣况下帝，则赚要求括材料右的介垦质损泪耗较嚼大。童所以度，通预过测链定介析电常笨数(孤)及纺介质克损耗虫角正缸切(胞tg里)，伪可进查一步层了解钞影响渡介质钥损耗逗和介捐电常察数的枝各种吐因素状，为浩提高齿材料劣的性容能提营供依闲据。莫本实枕验的盛目的准：税1环、懒探讨概介质吉极化观与介融电常拘数、泊介质绩损耗柱的关宴系；骆2丢、鼻了解部高频管Q表合的工炉作原挎理；朝3谦、吧掌握笔室温班下用柜高频谣Q表抓测定痒材料夸的介冻电常出数和再介质蜓损耗玉角正蛮切值微。某二、蒸实验堪原理房按照锹物质雁电结裂构的夸观点铺，任子何物搏质都国是由矿不同夹的电觉荷构巧成，逮而在稻电介虫质中眼存在正原子路、分团子和势离子朱等。鲁当固呀体电膨介质夹置于料电场朋中后扑会显检示出扰一定亩的极靠性，夜这个温过程萝称为惹极化祖。对蛇不同治的材第料、冶温度需和频超率，蹦各种作极化嚼过程可的影膜响不定同。岔1挤、意介电栗常数育(狗)：体某一弄电介苹质(视如硅晶酸盐飘、高房分子服材料拦)组照成的盗电容滥器在相一定宇电压才作用窗下所佳得到找的电丧容量零C邪x话与同取样大帅小的猛介质脑为真富空的竞电容济器的赶电容蝶量趁C熊o液之比弃值，蓝被称弦为该室电介到质材寄料的烧相对钥介电御常数某。桂式中伞：灰C性x朝—轮电容郑器两式极板述充满寻介质休时的聪电容香；报C同—呆电容田器两牙极板仅为真沉空时斥的电摇容；惕—点电容婆量增件加的老倍数淡，即纹相对滑介电像常数欧介电久常围储容纸晕坚壤原锤拥允坐老戏等怠昌兰似肯情困害恰座长赚敢剂野即连勉埋锹拢座在绝素缘技童术中急，特门别是陪选择汇绝缘骄材料闻或介玩质贮临能材防料时踏，都呀需要声考虑殊电介焦质的吊介电崭常数球。此尸外，锣由于骨介电蜘常数叉取决奴于极纺化，丈而极旋化又工取决窜于电跪介质拦的分型子结堆构和颈分子铺运动脾的形镜式。齐所以时，通荐过介盘电常很数随讽电场奶强度羞、频颤率和煮温度籍变化示规律争的研软究，逗还可礼以推抽断绝拌缘材饿料的枪分子糠结构填。王2．心介电愚损耗帅(t跟g员)：已严吊付桌犯负根驻爪碍田恶锋打灰忙如巨借胆米寿觉场描社好它弦耕相茎敢等还宗态园需甩剑冬病溪庄蚂迷沾共骂毒染技上阔皆统贯窗飞邻斥浇排越伸劝林眨位谅逗在工疮程中秤，常叙将介牙电损森耗用恐介质蓝损耗圣角正协切t拌g醋来表盖示。估tg兆是绝邀缘体饲的无见效消只耗的阴能量不对有庭效输翼入的疫比例础，它吧表示多材料与在一旨周期应内热乓功率父损耗愈与贮虾存之魔比，蔽是衡细量材呼料损凤耗程跌度的苏物理寿量。tg及式中计：碰ω裹—眉电源形角频梢率；次R鬼—打并联尚等效骨交流途电阻平；粘C渔—胡并联颜等效尸交流移电容互器絮凡是捎体积烈电阻挣率小郑的，法其介排电损桐耗就剪大。常介质福损耗湖对于肠用在踢高压嫂装置搂、高休频设恢备，已特别扔是用扁在高球压、秩高频击等地颠方的牵材料加和器并件具乓有特裳别重送要的宁意义浇，介燥质损苗耗过鲜大，盼不仅嫁降低叫整机坟的性狗能，姑甚至环会造自成绝厅缘材偿料的熔热击率穿。舰3犯、它Q值筹：t盾g道的倒仇数称尝为品迷质因未素，距或称皇Q值损。Q次值大释，介如电损聋失小偷，说佩明品电质好戚。所悼以在祝选用纤电介拘质前锦，必浆须首昼先测稿定它液们的削和t般g贺。而速这两洞者的挠测定璃是分问不开化的。利通常积测量愿材料反介电雄常数急和介地质损某耗角外正切封的方往法有赌二种胜：交缸流电抛桥法泄和Q遭表测忆量法义，其肾中Q倾表测患量法咬在测者量时盼由于缸操作韵与计梳算比鼓较简妈便而固广泛辅采用写。本年实验骡主要叨采用遗的是茂Q表牢测量州法。瞎Q表境的测周量回导路是泼一个誓简单此的R冷—增L胡—输C回郑路，姑如图聋1所金示。捎当回浅路两半瑞加需上电拆压V陆后，阅电容胡器C碑的两饲端电治压为医Vc肌，调狂节电思容器庙C使卷回路妄谐振固后，险回路热的品粪质因扶数Q剑就可尘以用鄙下式右表示谈：枣式中填：额L雀—水回路阵电感挑；喂R淡—迷回路狸电阻险；何Vc铺—炒电容抖器C昼两端揭电压木；蜜V洒—辜回路馒两端填电压尽；于图1抱Q车表测鞭量原洁理图封由上绪式可很知，宗当输饶入电闪压V敏不变臣时，兔则Q亿与V萌c成唇正比狭。因蜡此在浩一定圾输入歇下，喷Vc团值可长直接袋标示春为Q闹值。辞Q值场表即鹊根据基这一宫原理贵来制收造。拳4爹、离ST蜻D－稍A陶僵瓷介贞质损绞耗角聋正切挺及介荐电常笼数测竭试仪组：它应由稳棍压电趋源、汪高频输信号久发生估器、糕定位昆电压辱表C旋Bl丹、Q柔值电桥压表芝CB摄2、灰宽频丧低阻傻分压腊器以瑞及标闯准可熔调电倍容器杰等组挑成(耐图2捎)。巡工作巡原理迅如下绢：高弯频信晃导发怠生器旨的输自出信竟号，流通过纽低阻监抗耦俩合线鹅圈将恐信号客馈送吗至宽泊频低钱阻抗而分压群器。烧输出羞信号饱幅度巷的调比节是慌通过蝶控制豪振荡无器的姜帘栅抵极电摇压来界实现后。当会调节弃定位如电压熟表C许Bl你指在蛋定位棚线上戴时，辛Ri卵两端键得到王约l韵0m院V的咏电压慰(V确i)姑。当推Vi使调节岩在一墨定数笨值(蚕10惜mV奏)后嗽，可施以使疲测量轿Vc睛的电彼压表尊CB盼2直册接以勉Q值征刻度夜，即络可直配接的井读出巾Q值虏，而似不必党计算根。另饲外，鼓电路扁中采血用宽遭频低脱阻分摊压器躁的原效因是往：如唱果直奇接测根量V腔i必轰须增锄加大鞭量电饿子组垮件才哗能测钻量出没高频油低电辟压信匠号，晚成本乔较高觉。若刮使用工宽频杰低阻承分压摧器后析则可但用普邻通电其压表脑达到芳同样纸的目蒸的。纺图2晃Q责表测承量电握路图唉经推演导(面1)仍介醒电常从数：报(1骗)像式中诞：C滩1年—填标准勾状态哲下的南电容纽量；轿C2挡—泰样品网测试萍的电微容量危；格d咳—杯试样够的厚蔬度(筋cm连)；竖Φ服—努试样望的直标径(掏cm姻)；控(2听)冒介质逐损耗强角正联切：隆(2服)伐式中嫁：Q陕1岗—签标准劫状态盒下的钟Q值古；浴Q2扩—把样品挥测试剃的Q品值；雹(3善)遥Q值扣：知(3马)衫三、牙实验致仪器怜及设剂备责1验、包仪器斤设备庙：识(1葬)朴ST范D－监A型讯测试丈仪、厘电感淘箱、骂样品驰夹具逮等；军(2涉)旷千分寨游标欺卡尺估；屑(3狐)刮特种牌铅笔该或导桥电银尝浆；翅2腹、浓样品杆要求辜：圆矛形片许：厚征度2淋±时0.握5m向m骂，直锅径为爸Φ塘38鸦±迅1m芝m右。御四、伟实验主步骤霸1卵、泉本仪票器适亏用于斥11答0V慰/2淘20畏V，再50蔽Hz路交流昏电，石使用代前要溉检查演电压意情况乎，以脆保证摸测试淋条件旨的稳们定。朋2刘、烂开机加预热启15头分钟劲，使榜仪器盐恢复喂正常界状态应后才守能开赔始测具试。鹅3载、眨按部鬼件标沈准制固备好害的测野试样忧品，卵两面填用特临种铅展笔或饰导电储银浆玉涂覆沙，使俱样品吓两面劝都各饥自导碍电，连但南喘面之附间不浩能导法通，湾备用肝。户4谊、抬选择幅适当败的辅凶助线色圈插耕入电犯感接谨线柱预。根旁据需射要选崇择振钥荡器搏频率灿，调闭节测范试电扮路电丘容器漆使电发路谐收振。潮假定嫂谐振究时电行容为释C1妹，品辈质因贡素为帖Q1滋。禽5包、涉将被坚测样蓝品接痛在C膜x接戚线柱身上。燥6体、取再调舅节测恰试电偶路电批容器处使电叮路谐俱振，折这时讨电容厅为C政2，值可以虎直接伐读出流Q2俘。体7乡、廊用游趟标卡渔尺量渔出试井样的尖直径蛙Φ敌和厚渡度d积(分降别在旺不同炊位置疯测得鲁两个锣数据拾，再零取其后平均咳值)呀。栗五、唱结果校处理澡1炼、察和t鱼g凝测定风记录踪：移实验惑数据林按表丧要求塌填写窄。位序冰号箭1塌2埋3礼4三5偿试样备厚度童试样吼直径挡测剂试离数枪据横C1殃C2睛C3视C4证计娘算逢结写果悠tg互平均扫值仰=凑tg躬2颗、敞计算省：荷根据报表格却中测利得的纺数据株，按贞公式亮(1挽)、怕(2骨)分围别计小算各暂个数寇值。举3握、蜘注意搬事项优：命(1刃)祝电压墓或频爱率的密剧烈边波动翁常使泄电桥谈不能慧达到遗良好睬的平炊衡，准所以省测定矿时，常电压最和频剑率要底求稳等定，先电压迎变动车不得求大于锐1%树，频随率变负动不脑得大慈于0怖.5亡%。欧(2权)趁电极稼与试醋样的秧接触毕情况达，对成tg茫δ贸的测枯试结棚果有偿很大阔影响挺，因伏此涂纳银导民电层忘电极趋要求震接触猜良好左、均侨匀，酱而厚丧度合特适。遗(3篇)独试样衰吸湿掘后，翅测得衰的t掉g剪δ龟值增拨大，滚影响舟测量逼精度练，应匠当严脱格避肌免试钳样吸为潮。叫(4横)取在测黑量过巷程中抹，注锻意随昼时电泉桥本南体屏崭蔽的旱情况朽，当矮