专利名称：一种测量固体物质介电常数的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量方法，具体涉及一种测量固体物质，尤其是粉末状态的固体物质的介电常数的方法。
背景技术：
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数。当外加时变电磁场时，物质的介电常数和频率相关。随着微波技术的发展，要求能够测量在微波范围内某一宽频下介质的介电常数。
现有技术中，关于固体物质介电常数的测量，一般用得比较多的是共振腔法和传输线法。共振腔法，又称谐振腔法，通过对在谐振腔内放置介质前后谐振频率和品质因数的变化的测量，来计算获得物质的介电常数。该方法一般针对固体，而且只能是块状固体，要求固体的形状须加工成腔体的形状。该方法虽然测量比较精准，但操作十分麻烦，而且只能测量某一频率下的介电常数，不能用于宽频下介质的介电常数的测量。传输线法一般可测量液体或固体，取决于传输线的类型，测量可是宽带的或者窄带的。其中的同轴传输线法是，将环形样品嵌入同轴线内，通过测量样品两端的散射系数来确定材料的微波介电常数。当用于固体测量时，样品需加工成环状，使其与同轴腔匹配以减小空气隙。因此，加工过程中需要对固体样品进行表面抛光加工，要求固体表面平整度达到±2. 5um,需要高精度的抛光技术。另外上述方法无法测量处于粉末状态时固体的真实介电常数，因为粉末颗粒与颗粒之间有大量空隙，测量构成粉末颗粒的物质的介电常数必须排除掉空隙的影响。因此如何提供一种新的固体物质介电常数的测量方法，使测量过程可以免去固体成型和抛光等复杂工艺，并且能够实现粉末颗粒在微波宽频带上介电常数的精确测量，是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种固体物质介电常数的测量方法，以实现在微波宽频带上粉末颗粒的介电常数的精确测量。为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是一种测量固体物质介电常数的方法，包括下列步骤
(1)获得待测固体物质的粉末颗粒样品，样品颗粒的粒径小于等于300微米；
(2)将所述粉末颗粒样品分散在背景材料液体中，得到固液混合物，粉末颗粒在混合物体系中所占的体积分数为&,1%〈 Si〈50%，所述背景材料液体是不吸收微波也不溶解所述粉末颗粒样品的液体；
(3)采用同轴传输线法测量步骤(2)获得的固液混合物在待测的频带下的介电常数% ;
(4)利用下列公式计算获得待测固体物质的介电常数G
权利要求
1.一种测量固体物质介电常数的方法，其特征在于，包括下列步骤 (1)获得待测固体物质的粉末颗粒样品，样品颗粒的粒径小于等于300微米； (2)将所述粉末颗粒样品分散在背景材料液体中，得到固液混合物，粉末颗粒在混合物体系中所占的体积分数为式，1%<式〈50%，所述背景材料液体是不吸收微波也不溶解所述粉末颗粒样品的液体； (3)采用同轴传输线法测量步骤(2)获得的固液混合物在待测的频带下的介电常数lXf ; (4)利用下列公式计算获得待测固体物质的介电常数5
2.根据权利要求I所述的测量固体物质介电常数的方法，其特征在干步骤(2)中，将所述粉末颗粒样品分散在背景材料液体中时，采用磁力搅拌器进行搅拌，使混合均匀。
3.根据权利要求I所述的ー种测量固体物质介电常数的方法，其特征在干步骤(3)中，测量的同时用磁力搅拌器不间断搅动固液混合物。
4.根据权利要求I所述的ー种测量固体物质介电常数的方法，其特征在于所述背景材料液体是硅油。
全文摘要
本发明公开了一种测量固体物质介电常数的方法，其特征在于获得待测固体物质的粉末颗粒样品，将所述粉末颗粒样品分散在背景材料液体中，得到固液混合物，粉末颗粒在混合物体系中所占的体积分数为；采用同轴传输线法测量固液混合物在待测的频带下的介电常数；根据麦克斯韦-加内特有效介质理论计算获得待测固体物质的介电常数。本发明避免了测量过程中固体成型和抛光的复杂工艺，且能够实现粉末颗粒在微波宽频带上介电常数的精确测量，有望在纳米材料、生物制药、食品行业取得应用。
文档编号G01R27/26GK102818937SQ20121032944
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月8日 优先权日2012年9月8日
发明者侯波, 陈焕阳, 赖耘, 李肃成 申请人:苏州大学