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[科普中国]-介电极化

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绝大多数高聚物是优良的电绝缘体,有高的电阻率,低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。因此在电场的作用下很容易产生极化。

定义电解质在外电场作用下,或多或少会引起价电子或原子核的相对位移,造成了电荷的重新分布,称为介电极化。主要有以下几种极化:

电子极化

原子极化

偶极极化

前两种产生的偶极矩称诱导偶极矩,后一种为永久偶极矩的取向极化。

极化偶极矩μ的大小,与外电场强度E有关,比例系数 称为分子极化率。公式μ=аE描述了极化偶极矩与电场强度的关系1。

影响介电性的因素结构分子极性越大,一般来说介电损耗和介电常数都增大。而其中介电损耗还对极性基团的位置敏感,极性基团活动性大的(比如在侧基上),介电损耗较小。

交联、取向或结晶使分子间作用力增加,介电常数减少;支化减少分子间作用力,介电常数增加。

频率和温度与力学松弛相似

外来物的影响增塑剂的加入使体系黏度降低,有利于取向极化,介电损耗峰移向低温。极性增塑剂或导电性杂质的存在会使介电常数和介电损耗都增大。

聚合物在作电工绝缘材料或电容器材料使用时,要求其介电损耗越小越好,相反在塑料高频焊接或高频“热处理”等情况下,要求介电损耗大一些才好。

本词条内容贡献者为:

韩拯 - 研究员 - 中国科学院金属研究所