介質損耗角正切值——固體電介質的極化

介質損耗角正切值——固體電介質的極化：

1)非極性固體電介質。這類介質在外電場作用下，按其物質結構只能發(fā)生電子位移極化，其極化率為α_e。它包括原子晶體(例如，金剛石)、不含極性基團的分子晶體(例如，晶體萘、硫等)、非極性高分子聚合物(例如，聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等)。

如果不考慮聚合物微觀結構的不均勻性(高分子聚合物中晶態(tài)和非晶態(tài)并存)和晶體介質介電常數(shù)的各向異性，非極性固體電介質的有效電場E_i=(ε+2)E/3(莫索締有效電場)、介電常數(shù)與極化率的關系符合克莫方程。

2)極性固體電介質。極性固體電介質在外電場作用下，除了發(fā)生電子位移極化外，還有極性分子的轉向極化。由于轉向極化的貢獻，使介電常數(shù)明顯地與溫度有關。

一些低分子極性化合物(HCI、HBr、CH₃NO₂、H₂S等)在低溫下形成極性晶體，在這些晶體中，除了電子位移極化外，還可能觀察到彈性偶極子極化或轉向極化。當極性液體凝固時，由于分子失去轉動定向能力而往往能觀察到介電常數(shù)在熔點溫度急劇地下降。

又有一些低分子極性化合物，在凝固后極性分子仍有旋轉的自由度，如冰、氧化乙烯等，最典型的是冰。這一類低分子極性晶體，雖然轉向極化可能貢獻較大的介電常數(shù)，但由于其ε對溫度的不穩(wěn)定性，介質損耗角正切值大以及某些物理、化學性能不良等，很少被用作電介質。

對于極性高分子聚合物，如聚氯乙烯、纖維、某些樹脂等，由于它們含有極性基團，結構不對稱而具有極性。由于極性高聚物的極性基團在電場作用下能夠旋轉，所以極性高聚物的介電常數(shù)是由電子位移極化和轉向極化所貢獻的。但在固體電介質中，由于每個分子鏈相互緊密固定，旋轉很困難，因此，極性高聚物的極化與其玻璃化溫度密切相關。