材料的介电性能必威体育精装版）专业课件.ppt

第六章 其它功能特性; 在人类对电认识和应用的开始阶段，电介质材料就问世了。然而，当时的电介质仅作为分隔电流的绝缘材料来应用。为了改进电绝缘材料的性能，以适应日益发展的电气工程和无线电工程的需要，围绕不同的电介质在不同频率、不同场强的电场作用下所出现的现象进行科学研究，并总是以绝缘体的介电常数、损耗、电导和击穿等所谓四大参数为其主要内容。 随着电子技术、激光、红外、声学以及其它新技术的出现和发展，电介质已远不是仅作绝缘材料来应用了。特别是极性电介质的出现和被广泛应用、使得人们对电介质的理解及其范畴和过去大不相同。; 以绝缘体的四大参数为主要内容也逐步演变为以研究物质内部电极化过程。 固态电介质分布很广，而且往往具有许多可供利用的性质。例如电致伸缩、压电性、热释电性、铁电性等，从而引起了广泛的研究。实际上，这些性质是与晶体的内在结构、其中的束缚原子(或离子)以及束缚电子的运动等都有密切的关系。现在，固态电介质物理与固体物理、晶体光学有着许多交迭的领域。特别是在激光出现以后，研究晶态电介质与激光的相互作用又构成为固态激光光谱学、固态非线性光学。;6.1 介质的极化与损耗;介电常数 1）材料因素：ε 材料在电场中被极化的能力 2）尺寸因素： d 和A ：平板间的距离和面积 平行板电容器在真空： 在平行板电容器间放置某些材料，会使电容器存储电荷的能力增加，CC0 真空介电常数：ε0 =8.85×10-12 F. m-1(法拉/米) 相对介电常数：εr 介电常数（电容率）： ?=?0?r(F/m) 介电常数是描述某种材料放入电容器中增加电容器存储电荷能力的物理量。 ;材料;;;;;9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。*** 10、低头要有勇气，抬头要有低气。**** 11、人总是珍惜为得到。***** 12、人乱于心，不宽余请。**** 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。***** 14、抱最大的希望，作最大的努力。**** 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****;6.1.2 极化类型电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化，分别对应电子、原子、分子和空间电荷情况。;9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。*** 10、低头要有勇气，抬头要有低气。**** 11、人总是珍惜为得到。***** 12、人乱于心，不宽余请。**** 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。***** 14、抱最大的希望，作最大的努力。**** 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****;;（1）电子位移极化 材料在外电场的作用下，分子或原子中的正负电荷产生相对位移，中性分就变成偶极子。 ①这种极化可以在光频下进行，10-15s； ②弹性，可逆； ③与温度无关； ④产生于所有材料中； 电子极化率的大小与原子(离子)的半径有关;（2）离子位移极化： 外电场作用下，负离子和正离子相对于它们的正常位置发生位移，形成一个感生偶极矩。 ①反应时间为10-13S ②可逆; ③温度升高，极化增强； ④产生于离子结构电介质中 离子位移极化率： 式中：a为晶格常数；n为电子层斥力指数， 对于离子晶体n为7-11 ;（3）驰豫极化 外加电场作用于弱束缚荷电粒子造成，与带电质点的热运动密切相关。热运动使这些质点分布混乱，而电场使它们有序分布，平衡时建立了极化状态。为非可逆过程。 ;;离子驰豫极化： 弱联系离子：在玻璃状态的物质、结构松散的离子晶体、晶体中的杂质或缺陷区域，离子自身能量较高，易于活化迁移，这些离子称为弱联系离子。由弱联系离子在电场和热作用下建立的极化为离子弛豫极化。 不可逆；反应时间为 10-5－10-2S；随温度变化有极大值。 ;（4）转向极化 存在固有偶极矩，无外电场时，混乱排列，使总极矩=0，有外电场作用时，偶极转向，成定向排列，从而产生介质极化。 为无外电场时的均方偶极矩。 ;;（5) 空间电荷极化 非均匀介质中，正负离子分别向负、正极移动，产生电偶极矩，即空间电荷极化，在电极附近积聚的就是空间电荷。 在物理阻碍：晶界，相界，自由表面，缺陷等处，自由电荷积聚就可形成空间电荷极化。在夹层、气泡处形成的称为界面极化。