[發明專利]一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法

有效

• 申請號: 202110509548.9
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113189155B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 崔元;程崇虎
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 上海思牛達專利代理事務所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 雍常明

1.一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備介質試樣；

S2、設有傳輸型振蕩模，求出其諧振頻率，

包括以下步驟：

S201、設諧振腔存在著無窮多個橫電波傳輸型振蕩模，用TE_mnp表示，其中m、n和p均為自然數，分別代表在場分量中沿x、y和z方向變化的半個駐波個數；

S202、對于TE_mnp振蕩模，其諧振頻率為：

式中，a、b、c分別為諧振腔的寬、高、長，μ為諧振腔內介質的磁導率，ε為腔內介質的介電常數；

S203、腔內電磁場向量E_o、H_o滿足Maxwell方程：

式中，f_o為固有頻率；

S3、將介質試樣放入諧振腔，得到諧振腔的微擾公式，放入介質試樣后，可認為電磁場的變化保持不變，則諧振腔的微擾公式為：

式中，在放進樣品后諧振腔的品質因數Q_L的倒數的變化，1為單位張量，P為樣品的張量磁導率，為樣品的相對介電常數，E_o和H_o為空腔中的電磁場向量，E_o^*與H_o^*分別為E_o和H_o的共軛，E和H 為放進樣品后腔中的電磁場向量，V_o為諧振腔的體積，V₁為樣品的體積；

S4、計算出介電常數，并由計算出的介電常數獲得復介電常數，

計算出介電常數的公式為：

式中，ε^/為介電常數實部，ε^//為介電常數虛部，f_o為空腔諧振頻率，f₁為加載樣品后的諧振頻率，V_o為諧振腔體積，V₁為樣品體積，為空腔品質因數，Q₁為加載樣品后的品質因數，

計算復介電常數的公式為：式中，ε_mini為N個相的混合體系介電常數，V_i和ε_i分別為第i個相的體積分數和介電常數。

2.根據權利要求1所述的一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法，其特征在于，在所述步驟S1中，制備介質試樣，包括以下步驟：

S101、將介質材料置于粉碎機中粉碎，獲得細顆粒粉末；

S102、將細顆粒粉末置于烘干箱中烘干；

S103、將烘烤后的細顆粒粉末置于攪拌器中，并向攪拌器內加入聚乙烯粉末，在攪拌轉速為230-320r/min的條件下攪拌20-30min，獲得混合粉末；

S104、將混合粉末置于模具中，再放入加熱爐中，在130-150℃的條件下保持20min；

S105、取出模具，將模具置于加壓裝置，垂直加壓900kg/cm²并保持10min；

S106、釋放壓力，取出壓片，切割成介質桿試樣。

3.根據權利要求2所述的一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法，其特征在于，在所述步驟S101中，在轉速為2500-3000r/min的條件下，粉碎20-30min。

4.據權利要求2所述的一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法，其特征在于，在所述步驟S101中，在粉碎介質材料后，用120目篩網進行過篩。

5.根據權利要求2所述的一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法，其特征在于，在所述步驟S102中，在溫度為110℃的條件下烘烤24h。

6.根據權利要求2所述的一種基于諧振腔微擾法測量介電常數的改良方法，其特征在于，在所述步驟S106中，在釋放壓力前，將模具自然冷卻至室溫。