《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 7.2 介质损耗

无机材料物理性能 第七章无机材料的介电性能

第七章 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

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

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

电介质的作用： 电容就是利用两片挨得很近但又彼此绝缘的金属，在通上直流电压的时候，利用 电场力对电子的束缚达到存储电量的目的. 电容中间的电介质起提高电容容量的作用。 加入电介质后，存储电荷的能力高了，所以电容也就升高了 电介质的电阻率一般都很高，被称为绝缘体如果不加电介质的话，空气会有一 定的导电能力因而存储电荷的能力会弱一些，而加入电介质后，电容正负极板 的绝缘性能就要比没有电介质时好，也就是存储电荷的能力高了，所以电容也 就升高了

电容就是利用两片挨得很近但又彼此绝缘的金属,在通上直流电压的时候,利用 电场力对电子的束缚,达到存储电量的目的. 电容中间的电介质起提高电容容量的作用 。 加入电介质后,存储电荷的能力高了, 所以电容也就升高了 电介质的电阻率一般都很高,被称为绝缘体.如果不加电介质的话,空气会有一 定的导电能力,因而存储电荷的能力会弱一些,而加入电介质后,电容正负极板 的绝缘性能就要比没有电介质时好,也就是存储电荷的能力高了,所以电容也 就升高了. 电介质的作用：

真空 E 一 (+ ⊕+⊕+⊕+⊕ ○自由电荷 +一 偶极子 □ 束缚电荷

7.1介质的极化

7.1 介质的极化

7.1.1极化现象及其物理量 构成质点的正负电荷沿电场方向在有限范围内短程移动，形成一个偶极子。 电偶极矩μ： u=q·l(单位：库仑·米) 电偶极矩的方向： 负电荷指向正电荷。电偶极矩的方向与外电场的方向 一致

构成质点的正负电荷沿电场方向在有限范围内短程移动，形成一个偶极子。 7.1.1 极化现象及其物理量 -q +q E

电极化：在外电场作用下，介质内的质点（原子、分子、离子）正负电 荷重心的分离，使其转变成偶极子的过程。 或在外电场作用下，正、负电荷尽管可以逆向移动，但它们并不能挣脱 彼此的束缚而形成电流，只能产生微观尺度的相对位移并使其转变成偶 极子的过程

电极化：在外电场作用下，介质内的质点（原子、分子、离子）正负电 荷重心的分离，使其转变成偶极子的过程。 或在外电场作用下，正、负电荷尽管可以逆向移动，但它们并不能挣脱 彼此的束缚而形成电流，只能产生微观尺度的相对位移并使其转变成偶 极子的过程

质点的极化率o:a=L。 表征材料的极化能力。 单位：Fm 局部电场Eoc: 作用在微观质点上的局部电场。 介质的极化强度P:P=。 单位：Cm 单位介质体积内的电偶极矩总和。或束缚电荷的面密 度

单位：F·m2 单位：C/m2

介质的极化强度与宏观可测量之间的关系 单位板面上束缚电荷的数值（极化电荷密度）可以用单位体积材料中总的偶极矩即极化 强度P来表示。 设N是体积V内偶极矩的数目，电偶极矩等于两个异号电荷士Q乘以间距d,则： P=Nu/V=Qd/V=Q/A O日⊙日Θ日Q +0 + (+) + + +

－ + + + + － － － － + + － － + + － + － + － + － + － + － + － + － + － － + + － － + P －Q + Q 单位板面上束缚电荷的数值(极化电荷密度）可以用单位体积材料中总的偶极矩即极化 强度P来表示。 设N是体积V内偶极矩的数目，电偶极矩等于两个异号电荷Q乘以间距d，则： P= N  /V = Q d/V= Q/A 介质的极化强度与宏观可测量之间的关系