《介电陶瓷》PPT课件

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1、特种陶瓷材料北方民族大学材料学院陆有军第6章介电陶瓷第6章介电陶瓷应掌握的内容：1、材料的线性介电性质2、低介电常数介电陶瓷的分类3、氧化铝瓷、氮化硼瓷4、中等介电常数介电陶瓷的分类5、高介电常数介电陶瓷的分类★教学目的和要求7/17/20212材料科学与工程学院材料系应了解的内容：1、材料的非线性介电性质2、其他低介电常数介电陶瓷3、中等介电常数介电陶瓷的性质4、其他高介电常数介电陶瓷第6章介电陶瓷★教学目的和要求7/17/20213材料科学与工程学院材料系6.1材料的介电性质6.2低介电常数介电陶瓷6.3中等介电常数介电陶瓷6.4高介

2、电常数介电陶瓷——铁电陶瓷第6章介电陶瓷本章内容7/17/20214材料科学与工程学院材料系6.1材料的介电性质6.2低介电常数介电陶瓷6.3中等介电常数介电陶瓷6.4高介电常数介电陶瓷——铁电陶瓷第6章介电陶瓷本章内容7/17/20215材料科学与工程学院材料系第6章介电陶瓷6.1.1材料的线性介电性质6.1.2材料的非线性介电性质6.1材料的介电性质7/17/20216材料科学与工程学院材料系第6章介电陶瓷6.1.1材料的线性介电性质1介电常数2极化4介电强度3介电损耗6.1材料的介电性质7/17/20217材料科学与工程学院材料系1

3、.介电常数介电性dielectricbehaviour—材料分隔电流的绝缘特性是材料的一种短程的电荷传输特性，它来源于载流子在外场下的短程移动，这种移动导致了电能的蓄积。电介质——能介电的物质，可存储电能的物质何谓材料的介电性？第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质7/17/20218材料科学与工程学院材料系Q—平行板间的电荷V—平行板两端的电压A—平行板面积d—平行板间的距离ε0—真空介电常数：8.854×10－12F/mC0＝Q／V第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质1.介电常数平行板

4、间的真空电容？C＝Q／V表征电容器容纳电荷的本领的物理量与平行板面积和电场强度成正比V/d＝E—电场强度＝ε0(V/d)A/V＝ε0A/d(仅与平行板面积和间距有关)真空介电常数ε0电容？7/17/20219材料科学与工程学院材料系当在两平板之间插入一种介质（材料）时，电容C将增加，此时电容C与真空介质时该电容器的电容量C0的比即为相对介电常数k：相对介电常数kk＝C/C0＝(εA/d)/(ε0A/d)＝ε/ε0第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质1.介电常数介质介电常数ε与真空介电常数ε0之比一些材料的室温介电

5、常数εP1197/17/202110材料科学与工程学院材料系2.极化第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质7/17/202111材料科学与工程学院材料系陶瓷和玻璃中共有4种极化机制（1）电子极化（2）原子极化（3）偶极子极化第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质（4）界面极化7/17/202112材料科学与工程学院材料系电子极化是由于在电场作用下带负电的电子云重心相对于带正电的原子核发生偏移而产生，这种极化发生在很高的频率下（1015Hz），即紫外线范围内。原子和离子极化发生在红外线范围内（

6、1012～1013Hz），它是由于正负离子彼此位移而产生。第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质7/17/202113材料科学与工程学院材料系偶极子极化在外场下一些离子或分子偶极子定向排列而产生一个净偶极矩，因此也称之为取向极化。有两种情况：a.含永久偶极矩的分子可以在弹性回复力的作用下在平衡位置周围转动。b.偶极子在两个相同平衡位置间的转化，某些带电粒子在外场作用下在晶格间隙位中移动而产生的定向极化。第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质7/17/202114材料科学与工程学院材料系界面或

7、空间电荷极化当带电载流子因物理势垒影响而阻碍了电荷迁移时发生的极化。第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质物理势垒如内部结构缺陷、晶界、电极界面。几种极化机制与频率之间的关系P121图6.3？四种极化机制各发生在什么频率范围？7/17/202115材料科学与工程学院材料系由于电子极化、原子极化和离子极化发生在光波范围内（紫外、红外），故在考虑电介质的电路特性时仅考虑发生在10-3～10范围内的偶极子极化和界面极化。第6章介电陶瓷6.1材料的介电性质6.1.1材料的线性介电性质7/17/202116材料科学与工程学院

8、材料系3介电损耗当一个正弦交变电场V＝V0expiωt施加于一介电体上时，电荷随时间而变化而产生了电流Ic，Ic在无损耗时比V超前90°。但实际是有损耗的。有损耗时，总电流超前电压不再是90°