介質損耗角正切值——固體電介質的極化

介質損耗角正切值——固體電介質的極化：

1)非極性固體電介質。這類介質在外電場作用下，按其物質結構只能發生電子位移極化，其極化率為α_e。它包括原子晶體(例如，金剛石)、不含極性基團的分子晶體(例如，晶體萘、硫等)、非極性高分子聚合物(例如，聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等)。

如果不考慮聚合物微觀結構的不均勻性(高分子聚合物中晶態和非晶態并存)和晶體介質介電常數的各向異性，非極性固體電介質的有效電場E_i=(ε+2)E/3(莫索締有效電場)、介電常數與極化率的關系符合克莫方程。

2)極性固體電介質。極性固體電介質在外電場作用下，除了發生電子位移極化外，還有極性分子的轉向極化。由于轉向極化的貢獻，使介電常數明顯地與溫度有關。

一些低分子極性化合物(HCI、HBr、CH₃NO₂、H₂S等)在低溫下形成極性晶體，在這些晶體中，除了電子位移極化外，還可能觀察到彈性偶極子極化或轉向極化。當極性液體凝固時，由于分子失去轉動定向能力而往往能觀察到介電常數在熔點溫度急劇地下降。

又有一些低分子極性化合物，在凝固后極性分子仍有旋轉的自由度，如冰、氧化乙烯等，最典型的是冰。這一類低分子極性晶體，雖然轉向極化可能貢獻較大的介電常數，但由于其ε對溫度的不穩定性，介質損耗角正切值大以及某些物理、化學性能不良等，很少被用作電介質。

對于極性高分子聚合物，如聚氯乙烯、纖維、某些樹脂等，由于它們含有極性基團，結構不對稱而具有極性。由于極性高聚物的極性基團在電場作用下能夠旋轉，所以極性高聚物的介電常數是由電子位移極化和轉向極化所貢獻的。但在固體電介質中，由于每個分子鏈相互緊密固定，旋轉很困難，因此，極性高聚物的極化與其玻璃化溫度密切相關。