群課件大三上材料物理性能

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退極化場與局部01z8109- --+-+--+-++r Edu可以得ELP/ 極化的球型 ElocE

P/

01z8109- 宏觀性能---電極化單位體積電介質(zhì)在實(shí)際電場作用下所有矩總和

PNi

Ni：第i個(gè)偶極子數(shù)目 i：第i個(gè)偶極子平均偶極偶極帶電質(zhì)點(diǎn)的平均偶極矩正比于作用在質(zhì)的局部電場Eloc

01z8109- 堤方程(續(xù)總的極化強(qiáng)度PNiai

Niai

宏 P/宏

整理

r11N

宏觀

r 微觀01z8109-克－莫方程物r11N(aa a 2dsr001z8109-克－莫方程物理意義(續(xù)

r1

1N(aa a

aa1eTaa1eT aa2aT其

獲得高介電常

選擇大的極化率離子01z8109-3.2交變電場

復(fù)介電常數(shù)電介質(zhì)馳豫介電01z8109- 2f的交流電

0UUU0e

01z8109- 復(fù)介電常數(shù)(續(xù)

dCUUUUU0 CU

IcU相位超前。01z8109-復(fù)介電常數(shù)--沒有漏在極板間充填相對介電常數(shù)r的介電且設(shè)材料為理想電介質(zhì)，則電容Cr對應(yīng)的電流

I iCUi(C)U(iCU) I即'crI即'

電流仍超前電壓90°01z8109-復(fù)介電常數(shù)--有漏電時(shí)(

1)除了有容性電流I'電導(dǎo)分量GU，總電流IT應(yīng)為兩部分矢量之ITIcIIiCUITIT(iCC r

Gd01z8109-復(fù)介電常數(shù)--有漏電時(shí)(續(xù)

i0r AAU(i

)

d

AIAIdiJJ01z8109-II的電流漏電流Idc01z8109-復(fù)相對介電rr'rr

0r

介質(zhì)損耗因采用復(fù)介電常量描述上述總電流 C

QCUC idQCiU

i

IITirC0Ur復(fù)相對介電常數(shù)(續(xù)

ITirC0Ur總電流包括兩部相對損耗因子。01z8109-

tan

rr rr

損耗表示獲得給定 電荷要消耗的能量大小

總損Qtan 質(zhì)的品質(zhì)因數(shù)01z8109-介質(zhì)損耗因子與電導(dǎo)率的

(i)AU

ITirC0Ur 01z8109-3.2.2電介質(zhì)馳豫和頻率響

用τ表示。 介質(zhì)的極化存在不同的頻率響應(yīng)01z8109-rrs12 r ) 1 tantanr r

：靜態(tài)或低頻下的相對r：光頻下的相對介電常

01z8109-在低頻時(shí)，相對介電在低頻時(shí)，相對介電與頻率無關(guān)極大tan大值r1

01z8109-頻率的電場頻率很介質(zhì)的各種極化機(jī)制能跟上電場的變介質(zhì)損耗主要由電介質(zhì)的漏電引起，極化損耗不存在，

并且由tan

，當(dāng)頻率tan

減小。

01z8109-減小，在這一頻率范圍內(nèi)由于1升高，tan升高，且P也增大

tan

(rsr rsr 當(dāng)頻率升得很高r，r趨于最小值。由于此時(shí) 1，當(dāng)則tan0。01z8109-頻率的影響–損耗最

值值

時(shí)，tan達(dá)到最大rr 大，則tan峰值變平坦，01z8109-電介質(zhì)極化機(jī)制與頻率的

取向極化發(fā)生在1000附近空間電荷極化發(fā)頻范圍

于對極化弛豫時(shí)間的影響。發(fā)生移動，所以極化弛豫時(shí)間減小。tan r 發(fā)生變化通過德拜方程分析01z8109-溫度的溫度很

較大，由德拜方程可

12 與tan均較小，又由于2

tan

(

rr

2

tan

rsr因此，在低溫度范圍 01z8109-度升高繼續(xù)減小，tan度升高繼續(xù)減小，tan減。變小，此時(shí)21，隨rrstan12r r

下，rtanP可出現(xiàn)極大值。tan與頻率、溫度的關(guān)系

01z8109-溫度的影響–溫度溫度持續(xù)升高達(dá)很高時(shí)，離子熱離子遷移受熱振動阻礙增大，極下降，電導(dǎo)急劇上升tan01z8109-3.2.3陶瓷材料

電導(dǎo)損耗取向極化和弛豫極化電介質(zhì)結(jié)構(gòu)表面電導(dǎo)會引起較大的01z8109-取向極化和弛豫極化損

01z8109-01z8109-結(jié)構(gòu)損耗(續(xù)

01z8109-3.3電介質(zhì)

3.3.1介電強(qiáng)度(介電擊穿強(qiáng)度3.3.2—3.3.4（略3.3.5影響無機(jī)材料擊穿強(qiáng)度的01z8109-介電強(qiáng)度或介電擊穿01z8109-介質(zhì)結(jié)構(gòu)的不

孔等。它們具有不同的介電性，因而在同作用下，各部分的場強(qiáng)主要由于電導(dǎo)率、介電常量以及厚度不同01z8109-雙層介質(zhì)的電

E(d1d2)1E(d1d2)11d 2 (ddE 1

d

1(d1d2) d 2EE2d2(d1d2)211交流電壓下也有01z8109-材料中氣泡的(陶瓷介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)為80kV/cm，而空氣介質(zhì)擊穿01z8109-材料表面狀態(tài)和邊緣表面固體表面擊穿電壓常低于沒有固體介質(zhì)時(shí)的其降低情況常決定于以下三種條件。01z8109-固體表面擊穿電壓

固體介質(zhì)種介質(zhì)不同，表面放電電壓也不同。陶瓷介質(zhì)由于介電常數(shù)大、表面吸濕等原因，引起離子式高壓極化(空間電荷極化，使表面電