電容器紙的介電常數和介質損耗測試要求，這是一個非常專業且關鍵的質量控制環節。

核心概念

1.介電常數(εr,Permittivity)：衡量電介質儲存電荷能力的物理量。對于電容器紙，高的介電常數意味著在相同體積下可以制造出電容量更大的電容器。

2.介質損耗因數(tanδ,DissipationFactor)：衡量電介質在交變電場中能量損耗的參數。tanδ值越小，表明電能損耗越低，電容器發熱越小，效率越高，性能越穩定。這是電容器紙最關鍵的性能指標之一。

一、主要測試標準

測試必須遵循國際或國家通用標準，以確保結果的可比性和準確性。標準包括：

IEC60554-2:2001《電工用纖維素紙第2部分：試驗方法》-這是國際上的標準。

GB/T13542.2-2009《電氣絕緣用薄膜第2部分：試驗方法》-中國國家標準，與IEC標準基本等效。

ASTMD150《固體電絕緣材料的交流損耗特性和介電常數的標準測試方法》-美國材料與試驗協會標準。

在實際檢測中，通常以IEC60554-2或對應的GB/T13542.2為主要依據。

二、關鍵測試要求與條件

1.測試環境條件

溫度:(23±1)°C或(20±1)°C（根據標準規定選擇）

相對濕度:(50±5)%

原因:電容器紙具有吸濕性，溫濕度的微小變化會顯著影響其介電性能（尤其是tanδ）。因此，測試前必須在上述條件下進行充分的狀態調節（通常為24小時以上）。

2.樣品制備

尺寸:樣品應足夠大，覆蓋測量電極。通常裁剪成圓形或方形，直徑或邊長比電極直徑大一定余量（例如，主電極直徑50mm，樣品直徑至少70mm）。

層數:通常將多層電容器紙疊合在一起進行測試，以消除單層紙可能存在的局部缺陷和不均勻性，并獲得整體材料的平均性能。常見的測試層數為10層。

清潔:樣品必須潔凈，無褶皺、無針孔、無污染。拿取樣品需佩戴干凈的手套，防止手汗和油脂污染。

3.電極系統

這是測試的核心部件。通常采用三電極系統：

高壓電極(H):施加測試電壓。

測量電極(L):用于測量電荷或電流，其面積決定了被測樣品的有效面積。

保護電極(G):環繞測量電極，用于消除邊緣效應和表面泄漏電流的影響，確保電場均勻且測量準確。

電極材料可以是：

沉積電極:在真空條件下將金屬（如鋁、金、銀）蒸發沉積在紙面上。與紙面接觸，無壓力影響，但成本高。

接觸電極:使用拋光的金屬圓柱體（如黃銅、不銹鋼）或導電橡膠，通過一定的壓力與紙面接觸。這種方法簡便，但接觸壓力和表面平整度會影響結果。

對于精密測量，優先推薦真空沉積電極。

4.測試頻率與電場強度

測試頻率:電容器紙的性能與頻率密切相關。通常測試以下一個或多個頻率點：

50Hz：工頻應用。

100Hz/1kHz：常用低頻測試點。

1MHz：高頻應用。

要求:報告中必須明確注明測試頻率。

測試電壓/電場強度:

測試應在較低的電場強度下進行（例如，1V/μm~10V/μm），以避免對樣品造成電應力損傷。

對于某些研究，可能需要測試tanδ隨電場強度的變化曲線。

三、測試方法與設備

設備：高頻Q表或精密LCR測量儀/阻抗分析儀

1.原理:將樣品與電極系統視為一個電容器（Cx），接入測試回路。儀器通過測量該電容器的串聯或并聯等效電路中的電容值和損耗因子（D值，即tanδ），直接讀出結果。

2.連接:將帶有沉積電極或接觸電極的樣品接入儀器的測試夾具，確保連接良好。

3.校準:測試前必須進行開路和短路校準，以消除測試夾具和引線的寄生電容和電阻的影響。

4.測量:設置好測試頻率和電壓，直接讀取電容值(C)和損耗因數(tanδ)的讀數。

5.計算介電常數:

`εr=(Cd)/(ε0A)`

其中：

C=測得的電容值（法拉，F）

d=樣品厚度（米，m）

A=測量電極的有效面積（平方米，m2）

ε0=真空介電常數(8.854×10?12F/m)

另一種方法：西林電橋法

主要用于工頻（50Hz）高電壓下的測量，可以測量tanδ隨電壓的變化，但操作較復雜，現在多被自動化的精密LCR表所取代。

四、總結：測試要求清單

為確保測試準確可靠，請遵循以下清單：

1.標準選擇:明確依據IEC60554-2或GB/T13542.2。

2.環境控制:確保實驗室恒溫恒濕(23±1°C,50±5%RH)。

3.樣品前處理:樣品必須在測試環境下狀態調節24小時以上。

4.樣品制備:使用多層（如10層）疊合的樣品，確保平整、潔凈、無損傷。

5.電極系統:優先使用真空沉積電極。若使用接觸電極，需保證接觸面光滑平整并控制好壓力。

6.儀器校準:測試前必須對測量儀器進行開路/短路校準。

7.參數記錄:明確記錄測試頻率（如1kHz）、測試電壓/場強、環境溫濕度。

8.結果報告:報告應包含：

介電常數(εr)

介質損耗因數(tanδ)

所有測試條件（頻率、電壓、溫度、濕度）

樣品信息（厚度、層數、密度）

電極類型

典型性能范圍（參考）

介電常數(εr):電容器紙的εr通常在2.0~3.5之間，具體數值受紙漿純度、密度和水分含量影響。高密度紙的εr相對較高。

介質損耗因數(tanδ)@1kHz:優質電容器紙的tanδ應非常低，通常在0.001~0.005(0.1%~0.5%)范圍內。數值越低，代表紙的質量越好。

通過嚴格遵循以上測試要求，才能準確評估電容器紙的介電性能，為生產高質量的電容器提供可靠保障。