T5260A-2KA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀關(guān)于聚酰亞胺材料測試的實例分享
引言：本期測試的是聚酰亞胺材料，該材料具有高溫穩(wěn)定性、耐腐蝕性、高韌性及阻燃性等特點，廣泛應(yīng)用于航空航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。且因其在性能和合成方面的突出特點，不論是作為結(jié)構(gòu)材料或是作為功能性材料，其巨大的應(yīng)用前景已經(jīng)得到充分的認(rèn)識。
本次分享的是使用分離式諧振腔法，測量聚酰亞胺材料在微波特性上的介電常數(shù)和損耗角正切值，該方法常用于低損耗介質(zhì)材料電磁參數(shù)測量，突出優(yōu)點是測量準(zhǔn)確度高，可廣泛運用于航空航天、通信、電子電工等行業(yè)領(lǐng)域，實現(xiàn)對薄膜、基板類材料的電磁參數(shù)測試。
測試場景圖
圖1 測試場景圖
被測材料實物圖
圖2 聚酰亞胺材料樣品圖
測試原理
分離式諧振腔常用于平板、薄膜類介質(zhì)材料的測量，測量其在高頻微波頻段的介電常數(shù)和損耗角正切值。
將薄膜樣品置于分離式諧振腔中，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀連接測試夾具，測量樣品放置前和放置后諧振峰的頻率偏移量△f以及品質(zhì)因數(shù)Q值變化，然后基于嚴(yán)格的電磁場分析，軟件計算得到材料的介電常數(shù)和損耗角正切參數(shù)。
圖3 分離式諧振腔測試示意圖
測試內(nèi)容
根據(jù)手冊指標(biāo)要求，被測樣品(聚酰亞胺材料)，在測試頻率10.06GHz附近，其介電常數(shù)實部的測試結(jié)果標(biāo)稱值為3.2，系統(tǒng)誤差允許范圍為±0.1以內(nèi)；損耗角正切值的測試結(jié)果標(biāo)稱值為6.3x10^-2，系統(tǒng)誤差允許范圍為±0.001以內(nèi)。
經(jīng)過測試，數(shù)據(jù)結(jié)果如下所示。
置樣后介電常數(shù)測試（10GHz）
如圖所示，在夾具中放入聚酰亞胺材料后，由材料測量軟件抓取當(dāng)前矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)數(shù)據(jù)，計算出樣品的三次介電常數(shù)測試值，分別為3.197，3.133，3.074，取平均值即3.135。
參考第三方的數(shù)據(jù)報告，測試結(jié)果精確度符合要求。
圖4.1 樣品介電常數(shù)測試結(jié)果圖
置樣后損耗角正切測試（10GHz）
如圖所示，在夾具中放入聚酰亞胺材料后，由材料測量軟件抓取當(dāng)前矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)數(shù)據(jù)，計算出樣品的三次損耗角正切測試值，分別為6.95x10^-2，6.36x10^-2，5.49x10^-2，取平均值即6.267x10^-2。
參考第三方的數(shù)據(jù)報告，測試結(jié)果精確度符合要求。
圖4.2 樣品損耗角正切測試結(jié)果圖
經(jīng)測試，測試結(jié)果符合要求
聚酰亞胺材料的介電常數(shù)和損耗角正切值，指標(biāo)符合實驗室標(biāo)稱值。
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