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介电材料 铁电材料 电介质功能材料 电 压电材料 功 敏感电介质材料 能 材 导电材料 料 快离子导体 电导体功能材料 电阻材料 超导电体 第二章 介电材料 一、电介质的极化 二、介电材料的特征值 三、介电材料的种类 四、介电材料的应用 一、电介质的极化 （polarization） 介电现象和极化效应 导电材料中存在电子、离子和空穴等载流子在电场作 用下产生长程迁移。 介电材料，它们是绝缘体，并不存在其中载流子在电 场作用下的长程迁移，但仍然有电现象。这种电现象的产 生，是因为材料中也存在荷电粒子，尽管这些荷电粒子被 束缚在固定的位置上，但可以发生微小移动。这种微小移 动起因于材料中束缚的电荷，在电场作用下，正负束缚的 电荷重心不再重合，从而引起电极化，如此将电荷作用传 递开来。 可以说，介电材料的电学性质是通过外界作 用，其中包括电场、应力、温度等来实现的，相 应形成介电晶体、压电晶体、热释电晶体和铁电 晶体，并且依次后者属于前者的大类，其共性是 在外力作用下产生极化。这几类材料的属于关系 如图所示。 电极化现象 介电材料本身不荷电荷，但将其置于电场中，在其 体积内部和表面会感应出一定量的电荷。这种现象称作 电极化现象。这种极化现象可以分为4类。 电子极化 任何材料都是由原子 和分子或离子构成的。原子可以 看作是由荷正电荷原子实和其外 荷负电的电子云所构成的。无电 场时，原子时的正电重心和电子 云的负电重心是重合在一起的。 在电场存在时，正电重心和负电 重心发生轻微错位，形成的极化 称作电子极化。 离子极化 离子化合物是由正负离子按照一定堆积方式形成 的，正负离子之间依靠静电引力形成离子键。离子晶体中， 正负离子没有平动和转动，只有振动，粒子间距离虽有微动， 但其方向和大小都是随机的。因此，整体上正电和负电重心 是重合在一起的，保持电中性。在电场作用下，正、负离子 分别沿着不同电场方向取向，趋向于与外电场一致的方向， 产生的极化称作离子极化。 偶极子极化 由偶极分子 b . 离子极化 结合成的共价化合物，偶 极子在无电场时是随机取 向的，但在电场作用下， 偶极子沿电场方向取向， 产生的电极化称作偶极极 化。 c. 偶极子极化 空间电荷极化 多晶体存在晶粒间界，特别是存在长程缺 陷时，会存在空间电荷。但在电场作用下，感生电荷聚 集于晶体表面而产生极化，称作空间电荷极化。 d. 空间电荷极化 无电场时 施加电场时 这4种极化作用并非在任何类型的介电材料中都等额 地存在。在一种类型的材料中，往往只有一种或二种极 化起主导地位。一般说来，电子极化存在于一切类型的 固体物质中，离子极化主要存在于离子晶体中，偶极极 化主要存在于具有永久偶极的物质中，空间极化则主要 存