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材料介電常數基本理論

點擊次數:2067    發布日期:2016-08-08   本文鏈接:http://www.miribilla.net/datum/622.html

      材料在受外電場的作用下,會由于其誘導和**偶極距的取向而被極化。高分子內原子間主要由共價鍵連接,成鍵電子對的電子云偏離兩成鍵原子的中間位置的程度,決定了鍵是極性的還是非極性的以及極性的強弱。各原子在分子中的位置和排列,使分子具有確定的幾何構型和構象,分子中的核電荷和電子云也各有一定的分布,正負電荷分布各有一個中心,正負電荷中心相重合的分子為非極性分子,不相重合便為極性分子。極性的強弱由偶極矩表示。

      按照極化機理的不同,分子的極化可以分為電子極化、原子極化、取向極化和界面極化四類電子極化是分子中個原子的價電子云在外電場作用下,向正極方向偏移,發生了電子相對于分子骨架的移動,使分子的正負電荷中心的位置發生變化而引起的。發生的頻率范圍是1014~1016。原子極化是分子骨架在外電場作用下發生變形造成的。原子極化一般只有電子極化的十分之一,發生的頻率范圍是109~1013。具有**偶極距的極性分子在沒有外電場時,由于分子的熱運動,偶極矩指向各個方向的機會相同,所以大量分子的總平均偶極矩為零,表現為電中性。在外電場的作用下,極性分子沿電場的方向排列,產生分子的取向。這種現象稱為取向極化或偶極極化。發生的頻率范圍約在103~108。界面極化是由于可移動的電荷或者非出自同一電極的電荷,受到接口的阻擾或被限制到材料中造成的。發生的頻率范圍是10-3~102。

      實際上,介電常數包含三個方面的貢獻,即電子、原子和偶極子的貢獻。介電常數的大小取決于聚合物中的可極化單元隨交變電場振動快速發生取向的能力。在較低的頻率下原子極化對介電常數也有貢獻。


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