常见物质介电常数汇总之欧阳与创编

Sir-20说明书普通材料的介电值

和术语集

时间：创2021.03.08 作：欧阳与 材料 空气 水淡 水咸 极地雪 极地冰 温带冰 纯冰

淡水湖冰 海冰 永冻土

沿岸砂干燥 砂干燥 砂湿的 粉沙湿的 粘土湿

粘土土壤干 沼泽

农业耕地 畜牧土地 土壤平均 花岗岩 石灰岩 白云岩 玄武岩湿 泥岩湿 砂岩湿 煤

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介电值

1 81 81

1.4 - 3 3 - 3.15 3.2 3.2 4

2.5 - 8 1 - 8 10 3 - 6 25 - 30 10

8 - 15 3 12 15 13 16 5 - 8 7 - 9 6.8 - 8 8 7 6

4 - 5 速度毫米/纳秒

300 33 33

194 - 252 168 167 167 150

78 - 157 106 - 300 95

120 - 170 55 - 60 95

86 - 110 173 86 77 83 75

106 - 120 100 - 113 106 - 115 106 113 112

134 - 150

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石英 4.3 混凝土 6 - 8 沥青

3 - 5 聚氯乙烯pvc 3 欧阳与创编 2021.03.08

145

55 - 112 134 - 173 173

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常见物质的相对介电常数值和电磁波传播速度(RIS-K2说明书) 物质 空气 水 冰 干砂 湿砂 湿土 干土 玄武岩 花岗岩 石灰岩 白云岩 混凝土 沥青 肥土 PVC r 1 81 3.2 3-6 25-30 8-15 3 8 5-8 7-9 6.8-8 6-8 3-5 15 8 速度(mm/ns) 300 33 167 120-170 55-60 86-110 173 106 106-115 100-113 106-115 55-112 134-173 77 173 常见介质的相对介电常数—网上搜集 介质名称 介电常数 介质名称 水 81 冰 矿石 250 碳 湿沙 15-20 花岗岩 乳胶 24 大理石 水泥 4-6 云母 沥青 4-5 食盐 干燥沙 3-4 油漆 （2.5） 粮食 2.5-4.5 乙醇 食用油 2-4 甲醇 石膏 1.8-2.5 金刚石 干燥煤粉 2.2 纸 柴油 2.1 橡胶 汽油 1.9 花岗岩 玻璃片 1.1-2.2 砂岩 塑料粒 1.5-2.0 页岩 空气 1 石灰岩 聚苯乙烯颗粒 1.05-1.5 玄武岩 石腊 2.0-2.1 土壤和沉积物 木头 2.8 PVC材料 玻璃 4.1 沥青 介电常数 3-4 6-8 8.3 6.2 7-9 7.5 3.5 24.5-25．7 32.7 2.8 2.5 2-3 4～7 6 5～15 4～18 8～9 4～30 3 3～5 欧阳与创编 2021.03.08

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纯水冰 混凝土 4 空气 4～11(5) 雪 1 1～2

------------------《探地雷达方法与应用》（李大心）

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2007第二期 勘察科学与技术

电磁波在部分常见介质中的传播参数

（The propagation parameters of the electromagnetic wave in the medium）

介质 空气 蒸馏水 海水 淡水 冰 盐（干） 相对介电常数εr 1.0 80 81 81 5~6 电导率σ (ms.m-1) 0 0.01 30000 0.5 3.2 0.01~1 波速v（m.ns-1） 0.3 0.033 0.01 0.033 0.17 0.13 衰减系数α（dB/m） 0 0 1000 0.1 0.01 0.01~1 欧阳与创编 2021.03.08

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砂（干） 砂（湿） 淤泥 粘土 粉质粘土 石灰岩 花岗岩（干） 花岗岩（湿） 玄武岩（湿） 灰岩（干） 灰岩（湿） 页岩 砂岩（湿） 土壤 混凝土 沥青 3~5 0.01 0.15 0.01 20~30 0.1~1 0.06 0.03~0.3 5~30 1~100 0.07 1~100 5~40 2~1000 0.06 1~300 6 6.6 0.12 2 4~8 0.5~2 0.12 0.4~1 5 10-8 0.15 0.01~1 7 10-3 0.1 0.01~1 8 10-2 0.15 0.01~1 7 10-9 0.11 0.4~1 2.5×10-2 8 0.1 0.4~1 5~15 1~100 0.09 1~100 4×10-2 6 2.6~40 1.4×10-4~5×10-2 0.13~0.095 20~30 6.4 0.12 3~5 0.12~0.18 地球表面大部分无水的物质(如干燥的土壤和岩石等)的介电常数，实部一般介于1.7-6之间，水的介电常数一般为81，虚部很小，一般可以忽略不计。岩石和土壤的介电常数与其含水量几乎呈线形关系增长，且与水的介电常数特性相同。所以天然材料的电学特性的变化，一般都是由于含水量的变化所致。对于岩石和土壤含水量和介电常数的关系国内外进行了详细研究(P.Hoekstra, 1974; J.E.Hipp,1 974;J .L.Davis,1 976;G A.Poe,1 971;J .R.Wang,1 977;E .G.巧okue tal ,1 977)。在实验室内大量测量了不同粒度的土壤一水混合物介电常数，考虑到束缚水和游离水，提出了经验土壤介电常数混合模型(J.R.Wang, 1985)。实验室内用开路探头技术和自由空间天线技术测量干燥岩石的介电常数(F.TUlaby, 1990)。国内肖金凯等人(1984, 1988)测量了大量的岩石和土壤的介电常数，王湘云、郭华东(1999)研究了三大岩类中所含的矿物对其介电常数的影响。研究表明，土壤中含水量的变化影响介电常数的实部，水溶液中含盐量的变化影响土壤的导电性，即介电常数的虚部。水与某些铁锰化合物具有高的介电常数，绝大多数矿物的介电常数较低，约为4--12个相对单位，由于主要造岩矿物与水的相对介电常数存在较大差异，所以，具有较大孔隙度岩石的介电常数主要取决于它的含水量，泥岩由于含有大量的弱束缚水，所以其相对介电常数可高达50--60,岩石含泥质较多时，它们的介电常数与泥质含量有明显的关系，很多火成岩的孔隙度只有千分之几，其相对介电常数主要取决于造岩矿物，一般变化范围为6--12，水的介电常数与其矿化度的关系较欧阳与创编 2021.03.08

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弱，与此相应，岩石孔隙中所含水的矿化度同样对其介电常数不应有大的影响，水的矿化度的增大只导致岩石介电常数的少许增加。

表1 常见介质的电性参数值 媒 质 空 气

水

花 岗 岩（干） 灰 岩（干） 灰 岩（湿） 粘 土（湿） 混 凝 土 钢 筋

电导率 /（S/m） 0

10-4～3х10-2

10-8 10-9 2.5х10-2 10-1～1 10-9～10-8 ∞

介 电 常 数 （相

对值） 1 81 5 7 8～10 8～12 6～15 ∞

电磁波速度/（m/ns） 0.3 0.033 0.15 0.11 0.11～0.095 0.11～0.087 0.12～0.077

表1 常见介质的物理参数

介质

电导率/Sm

相对介电常数

1 5

速度/(m/ns) 衰减系数/

（dB/m）

0.3 0 0.15 0.01~1

0.01~1 0.4~1

0.01 1~300 1~100

20~30

空气 0 花岗岩10-8 （干） 玄武岩10-2 8 0.15 （湿） 灰岩（干） 10-9 7 0.11

-7-3

砂（干） 10~10 4~6 0.15

-1

粘土10~1 8~12 0.06 （湿） 页岩10-1 7 0.09 （湿） 砂岩4×10-2 6 （湿） 土壤 2.6~40 0.13~0.095 混凝土 6.4 0.12 钢筋

拉托维亚雷达系统公司 Zond-12e探地雷达

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