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比誘電率がほぼ1の材料(構造体)の誘電率を大きくしたい場合に、カーボンなどの導電材料をその構造体に付着させると、比誘電率が大きくなるのですが、これはなぜですか?。構造体の電気抵抗を小さくすると(電気が流れやすくなると)、比誘電率が大きくなるという現象がピンときません。よろしくお願いします。

A 回答 (4件)

 具体的にどのような誘電材料なのでしょうか。

多孔質体であれば、穴の中にカーボンが入り込み、電極間距離が減少して、見かけの誘電率が増加することは考えられますが・・・。
 最近話題の電気二重層コンデンサでも、そのような処理をして容量を増加させたものがあるそうです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。基材は多孔質ですが、連続気泡の多孔質ですので、カーボンがそれぞれの孔に独立して存在しているわけではなく、連続して付着しています。ですから、カーボン付着前は導電性がなくても、付着後はある程度導電性を有します。誘電率はファインセラミックのように、絶縁体であるほうが大きいという認識なのですが(この認識がまちがっているかな?)、ある程度導電性を示すことによって誘電率が大きくなるという現象が不思議なのです。

お礼日時:2003/11/27 23:10

私はその専門ではないが、トラブった時に見てくれと頼まれた経験からの想像で一言。

あの測定原理からして導電性のものが共振空間に存在すればサイズに依っては定在波のモードが変わらないかな?つまりまともな測定になってないのでは?
試みに似たサイズの良導体(複素ε既知なバルク材)の板を挿入するなどして測定系の方をいらってみては?
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この回答へのお礼

ありがとうございます。測定系も確かに微妙なのですが、本などにもゴムにカーボンを練りこむと、実数部が大きくなると書いています。誘電材料については、実数部と虚数部のそれぞれを細かに見るのではなく、(虚数部/実数部)の値で評価するということなのでしょうか。

お礼日時:2003/11/29 10:55

 #1です。


 今、カーボン付着前の状態をモデル化すると、電気的には純粋なコンデンサであり、物理的には、厚さ方向に誘電体と空気が交互に重なったものと言えます。
 これにカーボンを付着させると、穴の空気の代りにカーボンが占めるので、等価的に厚さが減少するように思います。また、カーボン→誘電体→カーボンの構造がジグザグに斜め方向にも生じるので、面積的にも増加するように思います。電気的には、微小コンデンサと並列抵抗、及び直列抵抗の連続になるでしょうね。ですから、コンデンサとしての性能は低下しますが、容量は増加するように思います。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。なるほど、すこしイメージがわいてきました。

お礼日時:2003/11/29 10:47

どのような測定をされているのか分かりませんが,コメントだけ.



誘電率は誘電体(絶縁体)の分極の度合いを示すものなので,導電性とは無関係ないはずです.

ただ,複素誘電率の虚数部は導電率に関係しますので(σ/ωε_0),導電材料を付着させることによって導電率が大きくなると,複素誘電率の虚数部が大きくなり,その結果,比誘電率が大きく観測されているのかもしれません.ただ,この場合にはこの数値は比誘電率とはあまり言いませんが.
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。もう少し具体的に言うと、たとえば実数部が1、虚数部が0.005(0に近い)の多孔質にカーボンと付着させると、虚数部は1以上になり、これは理解できるのですが、このとき、実数部も2程度に(カーボン付着量によってはそれ以上に)なります。測定は、周波数が100~3000MHz、同軸管にサンプルを装着して実施しています。

お礼日時:2003/11/28 00:10

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 初めて見ました。すでに回答してくださっている方もいらっしゃいますので重複する部分もありますが、回答します。
 電磁波は電波や光やX線などの総称です。マイクロ波は電磁波でも電波領域に含まれます。波長は一般的には1mm~1mとされていますが、規定されてはいません。
ただし、電子レンジなどは、国際規格(ISMバンド)や、(旧?)郵政省等の 法規で使用できる波長(周波数)が規定されています。日本では電子レンジに使われている2450MHz(自由空間波長約122mm)が主なものです。最近では無線LANにも使われています。
 この波長は物質の分子を共振させ易く、「分子振動」により物質を加熱します。
(他にも電子振動などの領域があります。)波長により加熱しやすいものがあり、「水」まマイクロ波で加熱しやすく、金属などはもっと低周の低い高周波の方が加熱しやすいです。逆に波長が短くなると、赤外線などは物質の表面が暖めやすくなります。
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 また、金属も加熱することがあります。これが「誘導加熱」です。これは形状や材質によります。マイクロ波により金属の極表層で「渦電流」が発生するためですが、アルミやステンレス、銅など、非磁性体の金属は発熱しにくく、鉄など、磁性体は発熱し易いです。(周波数は違いますが、電磁調理器はこの原理を利用しています。)
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 「静電遮蔽」というのがあり、「雷は自動車の車内には流れない」というのがあります。これと同じように、電波的に密閉された空間からはマイクロ波はその外に出ません。ですから電子レンジで食品は温められても、外の人間には影響がないのです。
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 しかしながら、マイクロ波の漏洩によるノイズや誤動作を防ぐため、アルミを使うのは、コスト的、実用的に一般的と思います。
 最近の携帯電話やCPUの動作速度はすでにマイクロ波による加熱領域(周波数)に入っており、ちょっと怖いですね。
 とりとめもなく、ごめんなさい。お役に立てれば幸いです。

 初めて見ました。すでに回答してくださっている方もいらっしゃいますので重複する部分もありますが、回答します。
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※データは化学便覧基礎編改訂4版

Q導電性材料添加による誘電率増加

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Aベストアンサー

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厚みのある極板を間に挟むのと同じでしょう。
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Qwt%という単位の意味/単位の定義が検索可能なサイト

「wt%」という単位の定義を教えて下さい。
手元の資料には「含有率」との説明が添えてあるのですが…。

また、単位の定義が検索可能なサイトをご存知でしたら教えて下さい。

Aベストアンサー

http://www.ceramic.or.jp/ihensyuj/toukou_j/hyou4.htm

http://www002.tokai.or.jp/hiramatu/onyak/tani-iti.htm

質量百分率のようです。


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