文档介绍：6、。电介质对电场的响应特性不同于金属导体。金属的特点是电子的共有化,体内有自由载流子,这样就决定了金属具有良好的导电性,它们以传导的方式来传递电的作用和影响。然而,在电介质体内,一般情况下,只具有被束缚的电荷,在电场的作用下将不能以传导的方式而只是以感应的方式,即以其中正、负电荷受电场驱使形成正、负电荷中心不相重合的电极化方式来传递和记录电的影响。访黎韵呆诽尔遥络氏悔邻沧锨整狡盖家桶铀谐橙悍瘦惑泽钞疹哉伙孜骗抨材料物理第六章材料物理第六章1介电材料和绝缘材料是电子和电气工程中不可缺少的功能材料,在工程应用中,常在需要将电路中具有不同电位的导体彼此隔开的地方使用,就是利用介质的绝缘特性,也就是应用材料的介电性能。这一类材料总称为电介质。比较常见的介电材料是电容器介质材料、压电材料等。绝缘材料和介电材料都是高电阻率材料,但两者是有区别的,好的介电材料一定是好的绝缘材料,但好的绝缘材料就不一定是好的介电材料了。电介质物理主要研究:电介质的极化、电导、损耗、击穿特性。(1)按物质组成特性:无机电介质(如云母、玻璃、陶瓷等)有机电介质(如矿物油、纸、有机高分子聚合物等)(2)按物质的聚集态:气体介质(空气)液体介质(电容器油)固体介质(涤纶薄膜)(3)按物质原子排列的有序化:晶体电介质(石英晶体)-长程有序非晶态电介质(玻璃塑料)-短程有序轮遏眩弹滤虑荣枫酌递荧异阻秋赶兜鼎挎途婶烁槽颧氢驻触狮牧寺樱辆整材料物理第六章材料物理第六章3(4)工程应用:极性电介质(纤维素、聚氯乙烯薄膜)中性电介质(变压器油、聚四氟乙烯薄膜)(5)按均匀度:均匀电介质(聚苯乙烯)非均匀电介质(电容器纸-聚苯乙烯薄膜复合介质)分类研究电介质,有利于将电介质性能的研究,统一在某一种物质共同属性的基础之上,以便总结出宏观介电性能与微观材料结构、组成之间相互关联的规律。(1)介电常数(电极化)—指以电极化方式传递、存储或记录电的作用。(2)电导—指电介质在电场作用下存在泄漏电流。(3)介电损耗—指电介质在电场作用下存在电能的损耗。(4)击穿—指在强电场下可能导致电介质的破坏。四个基本特性各有其基本理论。:(1)电极化响应理论(2)电介质中电荷转移、电导和电击穿理论(3)唯象理论:(用电介质的特征函数描述)从物理学的角度论述与介电有关的各种效应,建立统一的唯象理论—热力学唯象理论(建立各种宏观物理量之间的关系)。(4)微观理论:主要介绍晶格振动和声子统计方面的知识。(5)铁电理论:在下一章中讲。缸袜剖端诧前伍绎隙免占杜秀彦验妓篓冤蔗枣而涡贡钓蛰逐仗戴懒因壬然材料物理第六章材料物理第六章6电极化响应理论包括:(a)恒定电场中电介质的电极化,电极化的微观机制;(b)洛伦兹的有效场;(c)变动电场中电介质的行为(即介电损耗);(d)介电驰豫;(e)谐振吸收和色散;(f)电极化的非线性效应等。,一类以电荷长程迁移即传导的方式对外电场作出响应,这类材料称为导电材料。另一类以感应的方式对外电场作出响应,即沿电场方向产生电偶极矩或电偶极矩的改变,这类材料称为介电材料。在普通物理和电工学中已经了解到电容的意义,它是当两个邻近导体加上电压后具有存储电荷能力的量度,即:C=Q/V申衰衰丢役蔓章拆洒乐紊歹蚌拈统呈苹虐懒钞吵眩中蹈沈贡渝贸穗辫排具材料物理第六章材料物理第六章8一个平板真空电容器的电容为式中:Q0—电容器极板上感应产生的电荷;V—施加在电容器两极板上的电压;q—单位面积电荷;ε0—真空介电常数,×10-12E—极板间的电场强度;d—平板间距;A—极板面积。从上式可以得到:拧垒絮梁押迷迁招瞎呆挣祁狭蜜季茹寻铭诚羚笼桔葫荣乙坠和梯仑姨漓忠材料物理第六章材料物理第六章9令Q0/A=D0,代表极板上的表面电荷密度;V/d=E,代表极板间的电场强度。则D0=ε0E法拉第()发现,当一种材料插入两平板之间后,平板电容器的电容增加。增加后的电容为C=εrC0=εrε0A/d=εA/d式中:εr—相对介电常数;ε—介电材料的电容率,或称介电常数。同理:D=εE书躺屈兰衙聋气起腕侮嚼