Dielektrizitätszahl

Was die Dielektrizitätszahl bei Kunststoffen aussagt

Die Dielektrizitätszahl gibt an, wie stark ein Kunststoff elektrische Energie in einem Feld speichern kann. Ein höherer Wert bedeutet, dass das Material stärker polarisiert wird als ein Werkstoff mit niedrigerer Dielektrizitätszahl. Für die Beurteilung elektrischer Bauteile ist dieser Kennwert relevant, weil er die kapazitiven Eigenschaften eines Isolierstoffs mitbestimmt. In Prüfberichten wird meist die relative Permittivität angegeben, da sie den Werkstoffwert in Bezug auf das Vakuum beschreibt.

Einsatzkontexte in Entwicklung und Werkstoffauswahl

Die Dielektrizitätszahl wird herangezogen, wenn Kunststoffe für elektrisch isolierende oder signalführende Anwendungen ausgewählt werden. Typische Kontexte sind Gehäuse, Steckverbinder, Isolierteile, Kabelkomponenten, Leiterplattenträger oder vergossene elektronische Baugruppen. Auch bei hochfrequenten Anwendungen ist der Kennwert relevant, weil er die Signalausbreitung und das elektrische Feld im Bauteil beeinflusst. In der Materialentwicklung dient er zudem zum Vergleich von Compounds, Füllstoffsystemen und Feuchtigkeitszuständen.

Einfluss von Frequenz, Temperatur und Materialzustand

Die Dielektrizitätszahl ist kein starrer Materialwert unter allen Bedingungen. Sie kann sich mit der Frequenz des elektrischen Feldes, mit der Temperatur sowie mit Feuchteaufnahme, Füllstoffen, Porosität oder dem inneren Aufbau des Kunststoffs verändern. Deshalb sind Prüfbedingungen für die Auswertung entscheidend, insbesondere wenn Messwerte zwischen Materialien oder Datenblättern verglichen werden. Bei faser- oder schichtorientierten Werkstoffen kann zudem die Messrichtung einen Unterschied machen.

Abgrenzung zu Verlustfaktor und Widerstandswerten

Innerhalb der elektrischen Eigenschaften beschreibt die Dielektrizitätszahl die Polarisation und Speicherfähigkeit eines Kunststoffs im elektrischen Feld. Davon zu unterscheiden ist der dielektrische Verlustfaktor, der angibt, welcher Anteil der eingebrachten Energie im Material in Wärme übergeht. Der spezifische Durchgangswiderstand und der spezifische Oberflächenwiderstand bewerten dagegen die Leitfähigkeit beziehungsweise Leckströme durch das Material oder über seine Oberfläche. Für die Werkstoffbeurteilung werden diese Kennwerte oft gemeinsam betrachtet, sie beantworten aber unterschiedliche technische Fragen.