Различных частотах Значение ег неорганических стекол и органических полярных диэлектриков при 20 °с

Неорганическое стекло	«л	Органический твердый диэлектрик	«V
Плавленый кварц	4,5	Органическое стекло	4,0
Щелочное стекло	6,5	Фенолформальдегидная смола	4,5
Баритовсе стекло	10,0	Целлюлоза	6,5

напряженности электрического поля). К сегнетоэлектрикам относятся сегнетова соль ЫаКС₄Н₄0_в-4Н₂0, титанат бария ВаТЮ₃, кислый фосфорнокислый калий КН₂Р0₄ и др.

Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры имеет резко выраженный максимум при температуре 125 °С (рис. 1-9). Температура, при которой е_г имеет максимум, называется темпера­турой (точкой) Кюри. В области температур выше точки Кюри теряются сегнетоэлектрические свойства материала, в частности исчезает зависимость е_г от напряженности электрического поля. Нелинейная зависимость электрического смещения Б от напряжен­ности электрического поля и соответствующая ей сложная зависи­мость диэлектрической проницаемости приведены на рис. 1-10, а, б. Результаты получены при температуре, близкой к точке Кюри для этого состава.

Приведем значения диэлектрической проницаемости некоторых сегнетоэлектриков в слабых полях при ^ = 20 °С;

Сегнетова соль 500—600 Титанат бария 1500—2000 Титанат бария с добавками . . 7000—9000

В сегнетоэлектриках наблюдается явление электрического ста­рения, выражающееся в уменьшении диэлектрической проницае­мости со временем (рис. 1-11). Возможная причина этого явления — перегруппировка доменов. Особенно резкое изменение диэлектри­ческой проницаемости со временем наблюдается в сегнетоэлектри­ках при температурах, близких к точке Кюри. Нагревание сегне- тоэлектрика до температуры выше точки Кюри и последующее охлаждение возвращает диэлектрическую проницаемость к прежнему

з начению. Такое же восстановление диэлектрической проницаемости мож­но осуществить, воздействуя на сег- нетоэлектрик электрическим полем повышенной напряженности.

Диэлектрическая проницаемость слож­ных диэлектриков, представляющих собой

Рис. 1-9. Зависимость диэлектрической про­ницаемости титаната бария от температуры в слабом электрическом поле

Здесь е_г1 — относительная диэлектрическая проницаемость первого компонента смеси;

е

Рис. 1-10. Гистерезпсная петля и основная а) кривая электрического смещения в зависимости от напряженности поля (а), зависимость диэлек­трической проницаемости от напряженности поля (б), построенная исходя из основной кривой 0=ЦЕ)

(1-7)

механическую смесь двух компонентов с раз­ными диэлектрическими проницаемостями, мо­жет быть в первом приближении (при не слиш­ком большом различии диэлектрических прони­цаемостей — е_г компонентов) определена на ос­новании логарифмического закона смешения, который в общем случае применим для расчета самых различных свойств (например, коэффи­циента теплопроводности, показателя преломле­ния и др.):

_Г2 — относительная диэлектрическая про­ницаемость второго компонента смеси;

0_Х — объемная концентрация первого ком­понента смеси;

2. — объемная концентрация второго ком­понента смеси;

сумма концентраций удовлетворяет усло­вию: 0_Х + 0₂ = 1;

х — константа, характеризующая распреде­ление компонентов и принимающая значения от +1 до —1.

В

-1 формула (1-8)

(1-»>

частном случае при параллельном включении компонентов х (1-7) принимает вид

е_г = 0|8_Г] + 0₂8_г2.

При последовательном включении компонентов, когда х = —1:

1. _ е₂ , 0₂

е.

£п

£г чип

о Ши с>ГН

\

После нагревания

\

-д

I

—і— і

т

Наконец, когда оба компонента распределены хаотически (что наблюдаете» в некоторых интересующих нас технических диэлектриках, например в керамике), х стремится к нулю и, продифференцировав уравнение (1-7) по х, получим

(1-10)

ІП ІЛ 8/1 02 І11 8/-^.

%

120

100

80

Є0

10 12 п 16 18 20 22 /иес

Рис. 1-11. Изменение диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика во времени

^ет — начальное значение диэлектрической проницаемости

Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости сложного ди­электрика алределяется дифференцированием уравнения (1-16) по температуре:

1 <с1е_г -4^6_Г | ^ ^67^

е_г Ш ~~ Ъг! Ш €„ Ш

или

ТК-е_г = 0₁ТКе_г1 + 0₃ТКе_га. (1-11)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите виды поияризации и их особенности.

2. Какие виды поляризации характерны дли твердых тел, жидкостей « газов?

3. Какие диэлектрики относят к линейным и нелинейным?

ГЛАВА ВТОРАЯ