[发明专利]一种测定炭黑材料介电常数的样品制备方法

说明书

本发明属于制备技术领域，公开了一种测定炭黑材料介电常数的样品制备方法，将待测炭黑材料粉末在40±2℃条件下烘干4h，备用；用感量0.1g的电子天平称量切片石蜡100.0g±0.5g，加入250ml烧杯，用电加热炉快速加热融化，用感量0.1g的电子天平称量一定比例已烘干处理的炭黑样品；将称量好的炭黑样品进行分散；将分散好的样品放入成型磨具浇筑成型；将成型的样品与模具分离，修整成型。本发明熔融状态石蜡和炭黑材料混合浇注成型，能解决当前测试炭黑材料介电常数样品的稳定性问题，保证炭黑材料的分散均匀性和致密性，使得炭黑材料介电常数测试样品稳定性大幅度提高，即提高测试结果的稳定性。

技术领域

本发明属于制备技术领域，尤其涉及一种测定炭黑材料介电常数的样品制备方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

炭黑是一种微观结构、粒子形态和表面性能都极为特殊的炭素材料,是烃类物质(油类或天然气等碳氢化合物)裂解和不完全燃烧而生成的细小粒状黑色粉末状物质。炭黑材料是一种低损耗介质材料，具有结构蓬松、密度小和易受力变形等特点。炭黑材料电磁参数常用介电常数和磁导率进行表征，其中炭黑材料拥有较好的介电损耗性能(介电常数)，但其磁性能(磁导率)非常小，磁导率实部约为1，虚部约为0。

常用电磁参数测试方法对比如表1所示：

表1常用电磁参数测试方法适用性对比

参照上表，采用开槽线反射法和同轴反射法测试低损耗介质材料的精确度较低，不适用于炭黑材料的电磁参数的测试。

自由空间法测试频带较窄测，且试样品要求的尺寸太大，炭黑材料不方便制备测试样品和分散均匀性难以控制，不适用于炭黑材料的电磁参数的测试。

谐振腔法测试硬件设备特殊，且测试频带为单频点，只能进行固定频点的介电常数，不能进行宽带测试，不适用于炭黑材料的电磁参数的测试。

常见介电常数测试方法采用同轴传输/反射法中的同轴空气线。测试前先将石蜡和炭黑在融化状态下均匀混合，并在专用铜质模具中压制成厚度为2mm、内径为Φ3mm、外径为Φ7mm的同轴试样。炭黑材料与石蜡的质量比例一般为25:100，测试频率范围一般为2～18GHz。介电常数采用基于同轴线的传输/反射法(参照标准SJ20512-1995)。

采用同轴传输/反射法中的同轴空气线测试介电常数，在原理上已经非常成熟，也是目前电磁参数测试所采用的方法。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有炭黑材料电磁参数测试的主要方法，该方法炭黑材料介电常数的测试结果稳定性较差，究其原因是炭黑材料测试样品制备的重复性较差，这是炭黑材料的物理特性引起的。炭黑材料的结构蓬松、密度小且易形变，导致了测试样品中炭黑分散均匀性较差，制样过程受力也会引起样品致密程度不均匀。同时，测试样品质量不超过0.1g，对样品制备重复要求较高，因此，同批次样品之间差异性较大。

现有炭黑材料测试样品制备方法重复性差，且制备的炭黑材料结构蓬松、密度小且易形变，且炭黑分散均匀性较差。

解决上述技术问题的难度：炭黑材料介电常数稳定性测试，其难点在于可重复性制备分散均匀的测试样品。炭黑材料具有结构蓬松、密度小和易受力变形等特点，因此制备分散均匀的测试样品是炭黑材料介电常数测试的关键技术。

解决上述技术问题的意义：

针对炭黑类结构蓬松材料的电磁参数测试样品制备，制备分散均匀的测试样品是炭黑材料介电常数测试稳定的前提条件。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种测定炭黑材料介电常数的样品制备方法。