对于离子晶体，晶格振动的光频波代表原胞内离子的相对运动，若外电场的频率等于晶格振动光频波的频率，则发生共振吸收。介电损耗—共振吸收损耗第62页，共88页，星期日，2025年，2月5日当电场E=0，热运动?0时，介质中各分子的固有偶极矩完全无序化；电场E?0，热运动=0（绝对零度）时，介质中各分子的固有偶极矩完全有序化；当电场E?0，热运动?0时，介质中各分子的固有偶极矩的排列介于上述两种情况之间。如果E愈大或温度愈低，有序化程度就愈高；E愈小，或温度愈低，有序化程度就愈低。第30页，共88页，星期日，2025年，2月5日有极分子的分布示意图第31页，共88页，星期日，2025年，2月5日因为当温度不等于绝对零度（即T?0K）时，介质中各分子的热运动也不等于零，所以在一般电场作用下，介质中各分子的固有偶极矩是不能出现如图所示的完全有序化，这也表示当E=0，T?0K时，各分子的固有偶极矩在电场方向上的分量各不相同,而固有偶极矩在电场方向上的分量才对介质的极化有贡献.第32页，共88页，星期日，2025年，2月5日计算结果,可得取向极化率?orien为式中为P0分子固有偶极矩，kB是玻尔兹曼常数，T是绝对温度。第33页，共88页，星期日，2025年，2月5日可以看出，取向极化率不同于位移极化率，取向极化率与温度有关，而位移极化率与温度无关。第34页，共88页，星期日，2025年，2月5日偶极子取向极化的特点：a)极化是非弹性的，消耗的电场能在复原时不可能收回。b)形成极化所需时间较长，故ε与频率有较大关系，频率很高时，偶极子来不及转动，因而其ε减小。c)温度对极性介质的ε有很大的影响。第35页，共88页，星期日，2025年，2月5日如果介质极化时存在上述三种极化机制，其中以取向极化的贡献最大。分子中存在固有偶极矩的概念的建立，不仅可以解释一些由有极分子组成的电介质具有较大的介电常数这一事实，而且对于电介质的了解和有关的分子结构知识都是有贡献的。第36页，共88页，星期日，2025年，2月5日松弛极化松弛质点：材料中存在着弱联系的电子、离子和偶极子。松弛极化：松弛质点由于热运动使之分布混乱，电场力使之按电场规律分布，在一定温度下发生极化。松弛极化的特点：比位移极化移动较大距离，移动时需克服一定的势垒，极化建立时间长，需吸收一定的能量，是一种非可逆过程。第37页，共88页，星期日，2025年，2月5日（1）离子松弛极化结构正常区缺陷区U松U’松U导电第38页，共88页，星期日，2025年，2月5日根据弱联系离子在有效电场作用下的运动，以及对弱离子运动位垒计算，可以得到离子热弛豫极化率的大小为：式中：q为离子荷电量，δ为弱联系离子在电场作用下的迁移。由式可见，温度越高，热运动对质点的规则运动阻碍增强，极化率减小。离子松弛极化率比电子位移极化率大一个数量级，可导致材料大的介电常数。第39页，共88页，星期日，2025年，2月5日（2）电子松弛极化电子松弛极化：材料中弱束缚电子在晶格热振动下，吸收一定能量由低级局部能级跃迁到较高能级处于激发态；处于激发态的电子连续地由一个阳离子结点，移到另一个阳离子结点；外加电场使其运动具有一定的方向性，由此引起极化，使介电材料具有异常高的介电常数。第40页，共88页，星期日，2025年，2月5日松驰极化的特点：松驰极化的带电质点在热运动时移动的距离可以有分子大小，甚至更大。松驰极化中质点需要克服一定的势垒才能移动，因此这种极化建立的时间较长（可达10-2－10-9秒）,并且需要吸收一定的能量，所以这种极化是一种不可逆的过程。松驰极化多发生在晶体缺陷处或玻璃体内。第41页，共88页，星期日，2025年，2月5日空间电荷极化空间电荷极化：在不均匀介质中，如介质中存在晶界、相界、晶格畸变、杂质、气泡等缺陷区，都可成为自由电子运动的障碍；在障碍处，自由电子积聚，形成空间电荷极化，一般为高压式极化。----++++----++++----++++外电场P第42页，共88页，星期日，2025年，2月5日空间电荷极化的特点：①时间较长；②属非弹性极化，有能量损耗；③随温度的升高而下降；④主要存在于直流和低频下，高频时因空间电荷来不及移动，没有或很少有这种极化现象。第43页，共88页，星期日，2025年，2月5日自发极化如果晶胞不仅结构上没有对称中心，而且在无外力作用时晶胞本身的正、负电荷中心不相重合，即晶胞具有极性，那么，由于晶体构造的周期性和重复性。晶胞