《材料物理性能》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 无机材料的介电性能 7.1 介质的极化

3.断裂及裂纹扩展 论文： 结合第二章和第三章内容，写一篇关于高性能陶瓷材料的断裂强度、断裂 韧性的综述性论文，如：某领域对高性能陶瓷的物理性能要求（尤其是力 学性能)、微观结构对力学性能的影响、制约发展的因素、今后的技术发 展方向等。 >提出个人见解，严禁抄袭。 >字数不少于2000字 》提交打印版和电子版 >13周交(11月18号)

3. 断裂及裂纹扩展 论文： ➢ 结合第二章和第三章内容，写一篇关于高性能陶瓷材料的断裂强度、断裂 韧性的综述性论文，如：某领域对高性能陶瓷的物理性能要求（尤其是力 学性能）、微观结构对力学性能的影响、制约发展的因素、今后的技术发 展方向等。 ➢ 提出个人见解，严禁抄袭。 ➢ 字数不少于2000字 ➢ 提交打印版和电子版 ➢ 13周交（11月18号）

7.无机材料的个电性能 主要内容： 1.介质的极化 2.介质损耗 3.介电强度 4.铁电性 5.压电性

7. 无机材料的介电性能 主要内容： 1.介质的极化 2.介质损耗 3.介电强度 4.铁电性 5.压电性

7.无机材料的价电性能 电介质：在电场作用下，能建立极化的一切物质。 通常指电阻率大于10102cm的一类在电场中以感应而并 非传导的方式呈现其电学性能的物质。 电介质的主要性能：介电常数、介电损耗因子、介电强 度

7. 无机材料的介电性能

7.无机材料的个电性能 ●能承受较强的外电场，同时在外电场作用下，束缚电荷出现短程运 动与位移（原子尺度范围内)，结果促使正负电荷中心偏移，通过 这种方式来传递、存储或记录外电场的影响。 ● 在电工技术中，电介质主要用作为电气绝缘材料，故电介质亦称 为电绝缘材料

7. 无机材料的介电性能 ⚫ 能承受较强的外电场，同时在外电场作用下，束缚电荷出现短程运 动与位移（原子尺度范围内），结果促使正负电荷中心偏移，通过 这种方式来传递、存储或记录外电场的影响。 ⚫ 在电工技术中，电介质主要用作为电气绝缘材料，故电介质亦称 为电绝缘材料

7.无机材料的介电性能 电路中的电容器的电容C包含几何和材料两方面的因素 真空平行板电容器 A Co=8d A为面积，d为极板间距，c是真空介电常数 嵌入电介质的平行板电容器 C=Cox=CoEr Eo ε是电介质的介电系数，ε为相对介电系数一反映了电介质极化的能力

7. 无机材料的介电性能 电路中的电容器的电容 C 包含几何和材料两方面的因素 真空平行板电容器 嵌入电介质的平行板电容器 𝐶0 = 𝜀0 𝐴 𝑑 A为面积，d为极板间距，ε0是真空介电常数 𝐶 = 𝐶0 × 𝜀 𝜀0 = 𝐶0𝜀𝑟 ε是电介质的介电系数， εr为相对介电系数——反映了电介质极化的能力

7.无机材料的个电性能 无机材料 常用电介质的种类 ●】 具有优良的介电性能 电子电路中的电 。室温时在应力作用下，无蠕变或形变 容元件、电绝缘 体、谐振器。 ● 有较大的抵抗环境变化能力 能够与金属进行气密封接 (按性质分类) 有机高分子材料 ●便宜 电机、电器的绝缘 ·易制成更精确的尺寸

7. 无机材料的介电性能 常 用 电 介 质 的 种 类 （ 按 性 质 分 类 ） 无机材料 ⚫ 具有优良的介电性能 ⚫ 室温时在应力作用下，无蠕变或形变 ⚫ 有较大的抵抗环境变化能力 ⚫ 能够与金属进行气密封接 有机高分子材料 ⚫便宜 ⚫易制成更精确的尺寸 电子电路中的电 容元件、电绝缘 体、谐振器。 电机、电器的绝缘

7.无机材料的价电性能 7.1介质的极化

7. 无机材料的介电性能 7.1 介质的极化

7.无机材料的个电性能 7.1.1极化现象及其物理量 极化：电介质的带电粒子是被原子、分子的内力或分子间的力紧密束缚着， 因此这些粒子的电荷为束缚电荷。在外电场作用下，这些电荷只能在微观范 围内移动，这个过程就称为极化。 电介质按其极化机制，可分为无极分子电介质和有极分子电介质 ●无极分子：在没有外电场时，分子正、负电荷中心重合 ●有极分子：无外电场时，分子正、负电荷中心不重合每一个分子相当于 一个电偶极子

7. 无机材料的介电性能 7.1.1 极化现象及其物理量 极化：电介质的带电粒子是被原子、分子的内力或分子间的力紧密束缚着， 因此这些粒子的电荷为束缚电荷。在外电场作用下，这些电荷只能在微观范 围内移动，这个过程就称为极化。 电介质按其极化机制，可分为无极分子电介质和有极分子电介质 ⚫ 无极分子：在没有外电场时，分子正、负电荷中心重合 ⚫ 有极分子：无外电场时，分子正、负电荷中心不重合每一个分子相当于 一个电偶极子

7.无机材料的介电性能 无极分子 有极分子 H H (a)He (6)CH4 (a)HCI b)H20 (c)NH3 无极分子极化 位移极化 有极分子极化 转向极化

7. 无机材料的介电性能 无极分子 有极分子 无极分子极化 有极分子极化 位移极化 转向极化

7.无机材料的介电性能 极化的微观机制（无极分子）： 正负电荷重合 ⊕®9⊕田田田田 ⊕ 无外电场 有外电场 材料内部 ●介质极化的微观质点是原子、分子、离子、电子等， 。无外电场时，质点正负中心重合，不显电性。 ●有外电场时，正负重心不重合，正负电荷之间拉开一段距离

7. 无机材料的介电性能 ⚫ 介质极化的微观质点是原子、分子、离子、电子等， ⚫ 无外电场时，质点正负中心重合，不显电性。 ⚫ 有外电场时，正负重心不重合，正负电荷之间拉开一段距离。 无外电场 有外电场 材料内部 正负电荷重合 极化的微观机制(无极分子)：