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文章简介：广州中翔检测依据GB/T 1303.2-2009《电气用热固性树脂工业硬质层压板 第 2 部分：试验方法》（修改采用 IEC 60893‑2:2003），为玻纤、碳纤等纤维增强热固性树脂基复合材料提供相对介电常数（εᵣ）、介质损耗因数（tanδ） 专项检测，是电气绝缘层压板介电性能测试的行业通用标准。
公司名称：广州中翔检测技术有限公司www.zhongxiangjc.com
纤维增强复合材料是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维以及其他纤维，比方有亚麻、棉或竹纤维等，与基体材料（树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料）等经过缠绕，模压或拉挤等形成的复合材料。随着电子信息技术的飞速发展，纤维增强复合材料的电学性能也受到了广泛关注。其中介电常数对复合材料性能评估至关重要，也是衡量复合材料在电场中储存电荷能力的一个重要参数，在电子电气工程、航空航天领域，纤维增强复合材料的介电常数发挥着重要作用。
复合材料应用领域
一、纤维增强复合材料介电常数测试概念
介电常数（ε_r）是复合材料在电场作用下储存和损耗电能能力的物理量，反映其储存电能（实部ε_r'）和能量损耗（虚部ε_r''）的特性。
复数形式为：
实部 (ε_r')：又称介电常数，代表复合材料的极化能力，即储存电能的本领。值越大，电容性越强。
虚部 (ε_r'')：又称损耗因子，代表复合材料的损耗能力，即将电能转化为热（耗散）的本领。
其中，损耗角正切 tanδ = ε_r''/ε_r' 衡量复合材料介电损耗效率的直接指标，是评估绝缘材料优劣的关键。
二、纤维增强复合材料介电常数测试方法
纤维增强复合材料的介电常数具有频率依赖性（不同频率下极化机制响应不同），因此需根据测试频率范围选择对应的方法，核心原理随频率变化如下：
2.1超低频（10⁻⁶ Hz～1 Hz）/低频（1 Hz～1 kHz）：
在超低频与低频条件下，复合材料内部树脂基体、增强纤维、填料及界面区域的电荷迁移与极化过程充分发展，介电常数与介电损耗呈现显著频散特性。
时域介电谱法（超低频段 10⁻⁶ Hz～1 Hz）
测试原理：对试样施加阶跃直流电压，测量极化电流随时间的衰减曲线，通过时域–频域变换，得到超低频下的介电常数与损耗；
测试设备：宽频介电弛豫谱仪（时域介电谱测试系统）和带保护环的三电极平行板样品夹具。
宽频介电弛豫谱仪
交流阻抗法（低频段 1 Hz～1 kHz）\平行板电容法
测试原理：利用平行板电容结构，测量试样的电容与损耗，通过平板电容公式计算相对介电常数：
测试设备：阻抗分析仪（或 LCR电桥测试仪）和带保护环的三电极平行板夹具。
LCR电桥测试仪
2.2中频（1 kHz～1 MHz）
中频区间主要反映复合材料基体偶极极化、界面极化及载流子迁移的综合贡献，是评价复合材料绝缘性能、介电稳定性、高频绝缘适用性的重要依据。
平行板电容法
测试原理：以平行板电容法为基础，将复合材料试样置于带保护环的平行板电极之间，在中频交变电场作用下，测量试样的电容C与介电损耗
，通过平板电容公式计算相对介电常数：
（ε r相对介电常数，C实测电容,d试样厚度,A电极有效面积,ε 0真空介电常数）；
测试设备：介电常数及介质损耗测试仪与带保护环的三电极平行板夹具。
介电常数及介质损耗测试仪
2.3高频（1 MHz～18 GHz）\微波频段：
高频 \微波频段介电测试以电磁波在介质中的传播、反射、谐振为基础：向复合材料试样发射微波信号，测量微波穿过样品或被样品反射后的幅度、相位、谐振频率、品质因数等变化，再通过电磁理论反演计算出材料的复介电常数和介质损耗 tanδ。高频\微波频段复合材料极化响应时间短，平行板电容法不再适用，需采用谐振法、传输线法、同轴探头法等高频专用方法，主要获得相对介电常数 εᵣ 和 介电损耗 tanδ。
矢量网络分析仪
同轴探头法
测试原理：利用同轴探头接触样品表面，通过反射系数 S11 计算介电常数；
测试设备：矢量网络分析仪、开放式同轴介电探头及校准组件。
谐振腔法
测试原理：将样品放入谐振腔，引起谐振频率和品质因数 Q 值变化，反演介电常数；
测试设备：矢量网络分析仪（VNA）、矩形/圆柱形谐振腔。
传输线法（波导、同轴法）
测试原理：样品填充或置于传输线中，测量 S 参数，反推介电常数；
测试设备：矢量网络分析仪VNA、波导夹具。
平行传输线法\带状线法
多用于射频、印制板级复合材料，适合工程快速检测；
测试设备：矢量网络分析仪搭配平行传输线或带状线测试夹具。
时域反射法（TDR）
测试原理：通过宽带脉冲信号的传播时间 t 计算介电常数 
（d为样品厚度）； 适用场景：超高频（100 MHz–50 GHz）非接触式测量；
测试设备：时域反射仪与同轴或带状线测试夹具。
时域反射仪
自由空间法
测试原理：在无波导的开放空间中，用喇叭天线发射和接收微波信号，样品置于天线之间，通过测量电磁波穿过样品后的反射(S11)和传输（S21）参数，结合电磁波传播理论（如传输线方程）计算介电常数εᵣ 和介质损耗 tanδ；
测试设备：矢量网络分析仪、喇叭天线、自由空间测试平台及校准组件。
三、纤维增强复合材料介电常数测试适用的标准
3.1超低频-低频-中频
中国标准：
GB/T 31838.1-2021固体绝缘材料 介电和电阻特性 第1部分 总则；
GB/T 31838.6-2021固体绝缘材料 介电和电阻特性 第 6 部分：介电特性（AC 方法） 相对介电常数和介质损耗因数（频率 0.1Hz~10MHz）；
GB/T 1303.2-2009 电气用热固性树脂工业硬质层压板 第 2 部分：试验方法（中频）;
GB/T 1693-2007硫化橡胶工频介电常数和介质损耗角正切值的测定方法（适用于橡胶基复合材料）;
3.2高频-微波频段
中国标准：
GB/T 31838.8-2024固体绝缘材料 介电和电阻特性 第 8 部分：测定介电特性（AC 方法）相对介电常数和介质损耗因数（频率 1MHz~300MHz）；
GB/T 7265.1-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法 微扰法；
GB/T 1409-2016高频电压小功率下固体绝缘材料相对介电常数和介质损耗因数的测定；
美国标准：
ASTM D3380-22聚合物基微波电路基片材料的介电常数和损耗因子标准测试方法；
ASTM D2520-13 在微波频率和1650℃时固体电绝缘材料复合介电常数的标准试验方法；
国际标准：
ISO 23661-2:2020高频下介电特性测量 第2部分：使用平行板电极的宽带方法；
国际电子工业联接协会标准：
IPC-TM-650 2.5.5.5《IPC测试方法手册》2.5.5.5方法 - 用于X波段介电常数和损耗因子的带状线测试法；
IPC-TM-650 2.5.5.13使用分体式圆柱谐振器测量相对介电常数和损耗角正切；
国际电工委员会标准：
IEC 62631-2-2 固体绝缘材料的介电和电阻特性 第2-2部分：相对介电常数和损耗因数 高频（1MHz至300MHz）交流方法；
IEC 62562:2010空腔谐振器法测量低损耗介电材料的复合介电常数；
IEC 62810:2015圆柱腔法测量低损耗介质棒的复介电常数；
IEC 63185:2020微波和毫米波应用低损耗介质基片复介电常数的测量;
IEC 61189-2-721:2015电气材料、印制板和其他互连结构和组件的试验方法。第2-721部分：互连结构材料的试验方法。使用分离后介质谐振器在微波频率下对覆铜板的相对介电常数和损耗正切的测量。
电子行业的推荐性标准:
SJ/T 10142-1991电介质材料微波复介电常数测试方法 同轴线终端开路法；
电子行业军用强制标准：
SJ20512-1995 微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率测试方法；
3.3覆盖超低频-低频-中频-高频
IEC 62631-2-1:2018（取代IEC 60250:1969）固体绝缘材料的介电和电阻特性 - 第2-1部分：相对介电常数和损耗因数 - 技术频率（0.1Hz至10MHz） - AC法；
3.4覆盖低频-中频-高频
ASTM D150-2018固体电绝缘材料的交流损耗特性和电容率（介电常数）的标准试验方法；
ASTM D2149-13(2021)在频率高达10 MHz和温度高达500°C下测定固体陶瓷介质介电常数和损耗因数的标准试验方法；
公司名称：
广州中翔检测技术有限公司，实验室位于特区深圳，专注于为客户提供金属材料制品，塑料橡胶制品，仓储货架，汽车零部件，轨道交通部件，紧固件，油漆涂料，电子元器件等产品的检验，鉴定，认证及研发等专业技术服务，服务对象涉及基础工业，港口机械，物流仓储，新能源，汽车，电力设施，航空航天及教育科研等领域。中翔检测多年来扎根于珠三角，服务于全国，依托专业的实验室技术人员，先进的检测方法，协助客户解决研发，生产，验收，贸易等多个环节的技术问题。中翔检测作为一家独立，专业，严谨，诚信的第三方检测机构，秉承着为客户提供优质服务的企业理念，是您值得信赖的合作伙伴。