损耗角正切检测:探索材料性能的核心指标
概括
在工程领域,尤其是材料科学中,损耗角正切(tan δ)是衡量材料性能的重要指标。它能够帮助工程师和科学家深入理解材料在特定条件下的能量损耗情况。损耗角正切常用于评估材料的粘弹性特性、阻尼性能以及热稳定性,因此在各类材料研发、质量控制和应用测试中发挥着重要作用。本文将详细介绍损耗角正切的检测方法及相关的测试流程,为您揭示如何科学、严谨地进行这一检测。
检测样品
进行损耗角正切检测时,选择合适的样品是确保准确性和可靠性的首要步骤。通常,样品应具备均匀性且具有代表性。例如,在高分子材料的测试中,常选用薄膜、棒材或片状样品,而在金属或复合材料的测试中,则可能采用更复杂的形态。样品的尺寸、表面光洁度以及预处理状态也会直接影响检测结果。因此,在测试前对样品进行合理的制备和处理至关重要。
检测项目
损耗角正切的检测项目主要包括以下几个方面:
- 温度对材料性能的影响:通过温度变化,可以观察到材料的粘弹性行为随温度的变化而变化,从而帮助评估材料在不同工作环境下的稳定性。
- 频率响应:在不同的加载频率下,损耗角正切的变化能反映材料的动态响应特性。
- 应变幅度:对材料在不同应变幅度下的损耗角正切进行测试,能够揭示其非线性特征。
这些项目可以综合分析材料的力学性能、阻尼特性以及热性能,从而为材料的选择、设计和应用提供理论依据。
检测仪器
损耗角正切的检测通常依赖于专用的动态机械分析仪(DMA)或振动试验设备。这些设备能够在控制的温度和频率条件下施加应力并测量样品的响应。最常见的检测仪器为动态力学分析仪(DMA),其主要通过施加周期性的应力或应变,记录样品的储能模量和损耗模量,进而计算损耗角正切。此外,一些高精度的振动台和温度控制系统也可以被用来进行更为精确的检测。
检测方法
损耗角正切的检测方法一般采用以下步骤:
- 样品准备:将样品按照仪器要求的尺寸和形态进行切割和处理,确保其表面平整无缺陷。
- 设定测试参数:根据材料的特性选择合适的测试温度范围、加载频率和应变幅度。
- 测试过程:通过动态机械分析仪进行加载,实时记录储能模量(E')、损耗模量(E'')以及它们的比值tan δ。
- 数据分析:根据得到的测试数据,计算损耗角正切,并结合材料的其他性能进行全面评估。
该检测方法可以在广泛的温度、频率和应变范围内进行,适用于各种工程材料的性能评估。
检测标准(部分)
《 QJ 2220.5-1994 涂层电绝缘性能测试方法 工频、音频和高频下介质损耗角正切的测试方法 》标准简介
- 标准名称:涂层电绝缘性能测试方法 工频、音频和高频下介质损耗角正切的测试方法
- 标准号:QJ 2220.5-1994
- 中国标准分类号:V04
- 发布日期:1994-04-27
- 国际标准分类号:29.035
- 实施日期:1994-10-27
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:
- 标准分类:电气工程QJ 航天
- 内容简介:
《 T/CSTM 00990-2023 毫米波频段介电常数和介质损耗角正切测试方法 准光腔法 》标准简介
- 标准名称:毫米波频段介电常数和介质损耗角正切测试方法 准光腔法
- 标准号:T/CSTM 00990-2023
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2023-04-07
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-07-07
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的准光腔测试方法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容本文件适用于测试片状固体材料在毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切频率测试范围:f=25GHz~110GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=1.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-65℃~125℃本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的准光腔测试方法,包括原理、环境条件、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容
本文件适用于测试片状固体材料在毫米波频段的介电常数和介质损耗角正切
频率测试范围:f=25GHz~110GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=1.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-65℃~125℃
《 T/CSTM 00909-2023 介质基板介电常数和介质损耗角正切测试方法(1MHz~1GHz) 平行板电容法 》标准简介
- 标准名称:介质基板介电常数和介质损耗角正切测试方法(1MHz~1GHz) 平行板电容法
- 标准号:T/CSTM 00909-2023
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2023-01-13
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-04-13
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了采用接触电极平行板电容法测试介质基板的介电常数和介质损耗角正切的符号和缩略语、原理、环境条件、仪器设备、样品、试验步骤、计算、系统误差、注意事项和试样报告本文件适用于介质基板及类似介电材料的介电常数和介质损耗角正切测试方法,不适用于测量低损耗材料频率测试范围:f=1MHz~1GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=1.0~35.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε=5.0×10^(-3)~5.0×10^(-2)〗本文件规定了采用接触电极平行板电容法测试介质基板的介电常数和介质损耗角正切的符号和缩略语、原理、环境条件、仪器设备、样品、试验步骤、计算、系统误差、注意事项和试样报告
本文件适用于介质基板及类似介电材料的介电常数和介质损耗角正切测试方法,不适用于测量低损耗材料
频率测试范围:f=1MHz~1GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=1.0~35.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε=5.0×10^(-3)~5.0×10^(-2)〗
《 T/CSTM 00910-2022 高频介质基板的介电常数和介质损耗角正切测试方法 带状线测试法 》标准简介
- 标准名称:高频介质基板的介电常数和介质损耗角正切测试方法 带状线测试法
- 标准号:T/CSTM 00910-2022
- 中国标准分类号:L30/C398
- 发布日期:2022-12-27
- 国际标准分类号:31.180
- 实施日期:2023-03-27
- 团体名称:中关村材料试验技术联盟
- 标准分类:L 租赁和商务服务业电子学
- 内容简介:
本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的带状线测试方法,包括原理、环境条件、材料、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容本文件适用于测试高频介质基板及介电材料在微波频率范围内的介电常数和介质损耗角正切频率测试范围:f=1GHz~40GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=2.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-50℃~150℃本文件规定了介质基板毫米波波段的介电常数和介质损耗角正切的带状线测试方法,包括原理、环境条件、材料、仪器设备、样品要求、测试步骤、计算公式、系统误差、注意事项和试验报告等内容
本文件适用于测试高频介质基板及介电材料在微波频率范围内的介电常数和介质损耗角正切
频率测试范围:f=1GHz~40GHz;介电常数测试范围:ε_r^'=2.0~20.0;损耗角正切值测试范围:tan?〖δ_ε〗?〖=2.0×10^(-4)~1.0×10^(-2)〗;温度测试范围:-50℃~150℃
《 JB/T 7608-2006 测量高压交流电机线圈介质损耗角正切试验方法及限值 》标准简介
- 标准名称:测量高压交流电机线圈介质损耗角正切试验方法及限值
- 标准号:JB/T 7608-2006
- 中国标准分类号:K20
- 发布日期:2006-09-14
- 国际标准分类号:29.160
- 实施日期:2007-03-01
- 技术归口:哈尔滨大电机研究所
- 代替标准:代替JB/T 7608-1994
- 主管部门:国家发展和改革委员会
- 标准分类:电气工程电气设备元件电气设备元件综合JB 机械
- 内容简介:
行业标准《测量高压交流电机线圈介质损耗角正切试验方法及限值》由哈尔滨大电机研究所归口上报,主管部门为国家发展和改革委员会。本标准规定了测量旋转电机单个定子线圈(线棒)介质损耗角正切的试验方法及限值。本标准适用于额定电压为6kV及以上的同步发电机、同步调相机和交流电动机的定子线圈(线棒)B级和F级绝缘介质损耗角正切测量试验。本标准不适用于未固化的线圈(线棒)。
《 JB/T 8957-1999 校验电容器损耗角正切测量准确度的方法 》标准简介
- 标准名称:校验电容器损耗角正切测量准确度的方法
- 标准号:JB/T 8957-1999
- 中国标准分类号:K42
- 发布日期:1999-08-06
- 国际标准分类号:31.060
- 实施日期:2000-01-01
- 技术归口:全国电力电容器标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:国家机械工业局
- 标准分类:电子学JB 机械
- 内容简介:
行业标准《校验电容器损耗角正切测量准确度的方法》,主管部门为国家机械工业局。本校验损耗角正切的方法适用于额定频率为15Hz到60Hz的并联电容器和串联电容器,并可穿插在相应标准规定的热稳定试验的过程之中。
《 JB/T 7608-1994 高压交流电机线圈绝缘介质损耗角正切试验方法及限值 》标准简介
- 标准名称:高压交流电机线圈绝缘介质损耗角正切试验方法及限值
- 标准号:JB/T 7608-1994
- 中国标准分类号:K20
- 发布日期:1994-12-09
- 国际标准分类号:29.160
- 实施日期:1995-06-01
- 技术归口:
- 代替标准:被JB/T 7608-2006代替
- 主管部门:机械工业部
- 标准分类:电气工程JB 机械
- 内容简介:
行业标准《高压交流电机线圈绝缘介质损耗角正切试验方法及限值》,主管部门为机械工业部。本标准规定了测量旋转电机单个定子线圈介质损耗角正切的试验方法及限值。本标准适用于额定电压为6kV及以上的同步发电机、同步调相机和交流电动机的定子线圈B级和F级绝缘介质损耗角正切试验。本标准不适用于整体浸渍型绝缘的交流电机。
《 SJ/T 1147-1993 电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法 》标准简介
- 标准名称:电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法
- 标准号:SJ/T 1147-1993
- 中国标准分类号:L11
- 发布日期:1993-12-17
- 国际标准分类号:31.060
- 实施日期:1994-06-01
- 技术归口:
- 代替标准:代替SJ 1147-1977
- 主管部门:电子工业部
- 标准分类:电子学SJ 电子
- 内容简介:
行业标准《电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法》,主管部门为电子工业部。本标准规定了电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数的试验方法。
《 GB/T 11297.9-1989 热释电材料介质损耗角正切 tan δ的测试方法 》标准简介
- 标准名称:热释电材料介质损耗角正切 tan δ的测试方法
- 标准号:GB/T 11297.9-1989
- 中国标准分类号:L32
- 发布日期:1989-03-31
- 国际标准分类号:31-030
- 实施日期:1990-01-01
- 技术归口:工业和信息化部(电子)
- 代替标准:被GB/T 11297.9-2015代替
- 主管部门:工业和信息化部(电子)
- 标准分类:电子学电子技术专用材料
- 内容简介:
国家标准《热释电材料介质损耗角正切 tan δ的测试方法》由339-1(工业和信息化部(电子))归口,主管部门为工业和信息化部(电子)。
本标准适用于热释电材料介质损耗角正切tanδ的测量。
《 GB/T 5594.4-1985 电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 介质损耗角正切值的测试方法 》标准简介
- 标准名称:电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 介质损耗角正切值的测试方法
- 标准号:GB/T 5594.4-1985
- 中国标准分类号:L32
- 发布日期:1985-11-27
- 国际标准分类号:
- 实施日期:1986-12-01
- 技术归口:
- 代替标准:被GB/T 5594.4-2015被GB/T 5594.4-2015 4:代替
- 主管部门:工业和信息化部(电子)
- 标准分类:
- 内容简介:
本标准适用于测定电子元器件结构陶瓷材料在频率1MHz,温度从室温至500℃条件下的介质损耗角正切值。
国家标准《电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 介质损耗角正切值的测试方法》由339-1(工业和信息化部(电子))归口上报及执行,主管部门为工业和信息化部(电子)。
《 GB/T 1693-1981 硫化橡胶工频介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 》标准简介
- 标准名称:硫化橡胶工频介电常数和介质损耗角正切值的测定方法
- 标准号:GB/T 1693-1981
- 中国标准分类号:G40
- 发布日期:1981-02-13
- 国际标准分类号:83.060
- 实施日期:1981-11-01
- 技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB 1693-1979被GB/T 1693-2007代替
- 主管部门:中国石油和化学工业联合会
- 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
- 内容简介:
本标准适用于将试样置于频率为50Hz的交变电场下,测定其介质损耗角正切值和电容,并通过电容计算出介电常数。
《 GB/T 1694-1981 硫化橡胶高频介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 》标准简介
- 标准名称:硫化橡胶高频介电常数和介质损耗角正切值的测定方法
- 标准号:GB/T 1694-1981
- 中国标准分类号:G40
- 发布日期:1981-02-13
- 国际标准分类号:83.060
- 实施日期:1981-11-01
- 技术归口:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB 1694-1979被GB/T 1693-2007代替
- 主管部门:中国石油和化学工业联合会
- 标准分类:橡胶和塑料工业橡胶
- 内容简介:
本标准适用于将试样置于高频电场下,测量其电容与介质损耗角正切值,并通过电容计算出介电常数。
《 GB/T 3334-1999 电缆纸介质损耗角正切(tgδ)试验方法(电桥法) 》标准简介
- 标准名称:电缆纸介质损耗角正切(tgδ)试验方法(电桥法)
- 标准号:GB/T 3334-1999
- 中国标准分类号:Y32
- 发布日期:1999-08-12
- 国际标准分类号:85.060
- 实施日期:2000-02-01
- 技术归口:全国造纸工业标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 3334-1982
- 主管部门:中国轻工业联合会
- 标准分类:造纸技术纸和纸板
- 内容简介:
国家标准《电缆纸介质损耗角正切(tgδ)试验方法(电桥法)》由TC141(全国造纸工业标准化技术委员会)归口,主管部门为中国轻工业联合会。
本标准规定了电缆纸介质损耗角正切试验方法。 本标准适用于在工频下测试电力电缆用或其他类似的纤维绝缘纸的介质损耗角正切(tgδ)。
《 GB/T 3048.11-2007 电线电缆电性能试验方法 第11部分:介质损耗角正切试验 》标准简介
- 标准名称:电线电缆电性能试验方法 第11部分:介质损耗角正切试验
- 标准号:GB/T 3048.11-2007
- 中国标准分类号:K13
- 发布日期:2007-12-03
- 国际标准分类号:29.060
- 实施日期:2008-05-01
- 技术归口:全国电线电缆标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 3048.11-1994
- 主管部门:中国电器工业协会
- 标准分类:电气工程电线和电缆
- 内容简介:
国家标准《电线电缆电性能试验方法 第11部分:介质损耗角正切试验》由TC213(全国电线电缆标准化技术委员会)归口,主管部门为中国电器工业协会。
GB/T 3048的本部分规定了介质损耗角正切试验的术语和定义、试验设备、试样制备、试验程序、试验结果及计算、注意事项和试验记录。本部分适用于工频交流电压下测量电缆产品的介质损耗角正切值(tanδ)值和电容值,但不适用于绕组线产品。本部分应与GB/T 3048.1一起使用。
《 GB/T 5594.4-2015 电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 第4部分:介电常数和介质损耗角正切值的测试方法 》标准简介
- 标准名称:电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 第4部分:介电常数和介质损耗角正切值的测试方法
- 标准号:GB/T 5594.4-2015
- 中国标准分类号:L90
- 发布日期:2015-05-15
- 国际标准分类号:31-030
- 实施日期:2016-01-01
- 技术归口:工业和信息化部(电子)
- 代替标准:代替GB/T 5594.4-1985
- 主管部门:工业和信息化部(电子)
- 标准分类:电子学电子技术专用材料
- 内容简介:
国家标准《电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法 第4部分:介电常数和介质损耗角正切值的测试方法》由339-1(工业和信息化部(电子))归口,主管部门为工业和信息化部(电子)。
GB/T5594的本部分规定了装置零件、真空电子器件、电阻基体、半导体及集成电路基片等用电子陶瓷材料介电常数和介质损耗角正切值的测试方法。本部分适用于装置零件、真空电子器件、电阻基体、半导体及集成电路基片等用电子陶瓷材料在频率为1MH,温度从室温至500°C条件下的介电常数和介质损耗角正切值的测试。
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结语
损耗角正切作为评价材料粘弹性的重要参数,在众多领域都扮演着至关重要的角色。通过科学的检测方法与正规的仪器设备,工程师和科研人员可以准确地评估材料的性能,进而指导材料的优化与应用。随着科技的不断进步,损耗角正切检测技术也在不断发展,为未来材料科学的研究和工业应用提供了坚实的技术保障。无论是在新材料的开发还是在现有材料的质量控制中,损耗角正切的检测都不可忽视。
结语
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