Материаловедение. Варжицкий Л.А. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГУПС | Самара

Составители: 

Рубрика: 

2.6. Влияние температуры на диэлектрическую
проницаемость и потери
Многообразие физических процессов различных типов поляризации,
проявляется в специфике температурных зависимостей диэлектрической
проницаемости и потерь. Степень зависимости
ε от температуры Т
количественно оценивается температурным коэффициентом диэлектрической
проницаемости ТК
ε:
.
1
TK
t
Δ
Δ
⋅=
ε
ε
ε
Для твёрдых неполярных диэлектриков характерно монотонное уменьшение ε
с ростом Т, что обусловлено уменьшением числа молекул в единице объёма.
В окрестности точки плавления происходит наиболее существенное
изменение диэлектрической проницаемости, связанное с резким изменением
плотности вещества.
Твёрдые диэлектрики ионной структуры с плотной упаковкой обладают
электронной и ионной поляризацией одновременно. С ростом
температуры
происходит ослабление сил упругого взаимодействия между ионами вследствие
увеличения расстояния между ними. В результате этого и под действием
электрического поля смещение ионов усиливается, и диэлектрическая
проницаемость ε растёт. Для большинства ионных кристаллов ТКε > 0.
Исключение составляют рутил (TiO2) и некоторые титанаты, у которых
преобладает электронный тип поляризации, ослабевающий с ростом
температуры.
Диэлектрики
с ионной структурой и неплотной упаковкой, кроме ионной и
деформационной, обладают ионно-релаксационной поляризацией, которая
существенно усиливается с ростом температуры. Эти диэлектрики
(неорганические стёкла, фарфор) обладают, как правило, большими
положительными ТКε.
В твердых полярных диэлектриках (целлюлоза, полярные полимеры, лёд)
дипольным моментом обладают молекулы или радикалы, входящие в их состав.
При
наличии радикалов поляризация (называемая дипольно-радикальной)
обусловлена их ориентацией по отношению к молекуле. Такой поляризацией
обладает целлюлоза, полярность которой обусловлена наличием в её составе
гидроксильных групп ОН.
Процессы ориентации диполей происходят на фоне хаотического теплового
движения, поэтому полярные диэлектрики обладают существенной и
немонотонной зависимостью ε от температуры.
С увеличением температуры
силы молекулярного взаимодействия
ослабляются, вязкость уменьшается, что способствует поляризации и росту
диэлектрической проницаемости.
Дальнейший рост температуры сопровождается увеличением энергии
теплового движения молекул, которое нарушает ориентацию, так как является

Страницы