ICS 31. 020 CCS L 90 团 体 标 准 T/CSTM 00751—2022 微波波段固态电介质材料介电性能测试 闭腔法 Measurement of dielectric properties of solid-state dielectric materials in microwave frequency range —The closed cavity method 2022-04-19发布 2022-07-19 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 CSTMhQÆSÑ^Ou(全国团体标准信息平台 T/CSTM 00751— 2022 I 目 次 前 言 ................................ ................................ ............ II 引 言 ................................ ................................ ........... III 1 范围 ................................ ................................ ............... 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ..... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ......... 1 4 测量原理 ................................ ................................ ........... 2 5 测试条件 ................................ ................................ ........... 2 6 仪器和设备 ................................ ................................ ......... 2 7 校准 ................................ ................................ ............... 3 8 测试步骤 ................................ ................................ ........... 3 9 不确定度来源分析 ................................ ................................ ... 4 10报告 ................................ ................................ ............... 4 附录A（资料性）介电常数及损耗角正切值计算公式 ................................ ........ 6 附录B（资料性）介电性能测试示例 ................................ ...................... 8 附录C（资料性）测试报告格式示例 ................................ ..................... 11 附录D（资料性）起草单位和主要起 草人 ................................ ................. 12 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00751— 2022 II 前 言 本文件参照 GB/T 1.1 -2020 《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的 规则起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国材料与试验团体标准委员会基础与共性技术领域委员会（ CSTM/FC00 ）提出。 本文件由中国材料与试验团体标准委员会基础与共性技术领域委员会（ CSTM/FC00 ）归口。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00751— 2022 III 引 言 介质材料广泛应用于 电子通信、航空航天、军事装备等民用和军事领域，介电性能是评价介质 材料 的主要技术指标， 准确测量介质材料的介电性能在新材料开发、应用研究、相关器件设计等过程中发挥 着不可或缺的作用。介质材料的介电性能的测试标准对介质材料相关产业化的高速发展具有重大意义。 介电性能 测量方法众多， 大致可分为传输线法和谐振腔法两种， 谐振腔法最突出的优点是准确度高， 故目前普遍采用谐振腔法进行介电性能测量。谐振腔法是将样品置于封闭谐振腔 （闭腔法） 或短路平行 板间（开式腔法 ），测量其有载品质因数及谐振频率，根据公式计算出介质材料的介电参数 。 闭腔法采用 一种全封闭结构的圆柱形金属腔体 ， 通过在腔体内构筑谐振的方法测量介质材料的介电 常数和损耗角正切值。该方法 是一种全封闭结构，完全抑制了辐射损耗，只存在介质损耗和腔体内表面 金属感应电流损耗，而感应电流损耗方面，由于被测材料与腔体没有直接接触，其感应电流也将大大减 少，且该方法边界条件明确，计算模型准确，能有效避免电磁环境造成的干扰， 因此该结构大幅提高了 材料损耗角的测量准确度和测量范围。 本文件提出了 使用闭腔法进行微波波段固态电介质的介电性能的 测试方法，涉及介电常数、损耗角正切值的测试方法，提供了适用于可加工成柱状的固体电介质材料的 测试方法。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 CSTMhQÆSÑ^Ou(全国团体标准信息平台 T/CSTM 00751— 2022 1 微波波段固态电介质材料介电性能测试 闭腔法 1 范围 本文件规定了采用闭腔法测量 频率在 1 GHz~20 GHz 范围内的固体电介质和复合 板材料的介电常 数和损耗角正切值的方法。其中，介电常数的测试范围为 5~100，损耗角正切值的测试范围为 0.00005 ~0.005。 本文件适用于可加工为柱状的 氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硼等无机材料 和有机 -无机 复合材料的介电常数和 损耗角正切值 的测量。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；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。 GB/T 31838.1 -2015 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定 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 0.1 Hz~10 MHz） 3 术语和定义 GB/T 31838.1 -2015和GB/T 31838.6- 2021界定的术语和定义适用于本文件。 3.1 介电性能 dielectric properties 在给定频率范围内用交流电压测量出的材料综合特性。 [来源： GB/T 31838.1 -2015，3.3，有修改] 3.2 绝对介电常数 absolute permittivity 电通密度除以电场强度的商。 [来源： GB/T 31838.6 -2021，3.3] 3.3 相对介电常数 relative permittivity 绝对介电常数与真空介电常数的比值。 [来源： GB/T 31838.6 -2021，3.4，有修改] 3.4 相对复介电常数 relative complex permittivity 稳定的正弦场下 ,以复数表示的介电常数。 [来源： GB/T 31838.6 -2021，3.5] 3.5 介质损耗因数 tanδ dielectric dissipation factor tanδ 损耗角正切值 loss tangent CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00751— 2022 2 复介电常数的虚部与实部的比 值。 [来源： GB/T 31838.6 -2021，3.6] 4 测量原理 闭腔法采用了一种全封闭结构的圆柱形金属腔体，以消除辐射损耗影响，并