4 Классификация диэлектриков по видам поляризации

Особенности поляризации позволяют подразделить все диэлектрики на четыре группы.

1. Неполярные диэлектрики, которые имеют только электронную поляризацию. К этой группе относятся нейтральные и слабо полярные твердые вещества в кристаллическом и аморфном состоянии (алмаз, парафин, фторопласт-4, полистирол, полипропилен и т.п.), неполярные жидкости (трансформаторное масло, конденсаторное масло) и газы (воздух, водород, азот). Неполярные диэлектрики имеют небольшие значения ε. Для газов ε незначительно больше 1, для жидких и твердых веществ ε = 1,8...2,4. Диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков практически не зависит от частоты электрического поля и очень слабо уменьшается с повышением температуры. Поэтому они широко используются как высокочастотные материалы.

2. Полярные диэлектрики, которые имеют электронный и дипольно-релаксационный вид поляризации. К этой группе принадлежат полярные жидкие диэлектрики (масляно-канифольные компаунды, эпоксидные смолы) и органические полярные диэлектрики (бумага, полиэтилен, текстолит, гетинакс, ткани, полиэтилентерефталат и т.д.). Полярные диэлектрики имеет ε = 2...15 и используются как обычные электроизолирующие материалы. Диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков резко снижается при достижении некоторого порогового значения частоты электрического поля и сложным образом зависит от температуры.

3. Диэлектрики с плотной упаковкой ионов - это твердые диэлектрики, которые имеют электронную и ионную поляризации. К ним принадлежат кварц, корунд, рутил, слюда. Эта группа диэлектриков имеет ε=6,0...8,5 и большую рабочую температуру. Кроме того, диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков слабо зависит от частоты переменного поля и слабо возрастает с повышением температуры. Поэтому их используют как высокотемпературные диэлектрики для высоких частот.

4. Диэлектрики с неплотной упаковкой ионов - это диэлектрики, которые имеют электронную, ионную, электронно-релаксационую и ионно- релаксационную поляризации. Это - фарфор, стекло, миканит, микалексы, керамика и т.д. Эти диэлектрики имеют ε = 6,0...500 и относительно большую рабочую температуру. Диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков резко снижается при достижении некоторого порогового значения частоты электрического поля. Характер температурной зависимости диэлектрической проницаемости определяется доминирующим типом поляризации. Например, для керамики на основе титаната стронция, где доминирует электронно-релаксационный вид поляризации, диэлектрическая проницаемость уменьшается с увеличением температуры.

5. Сегнетоэлектрики - диэлектрики, которые имеют электронную, ионную, электронно-релаксационную, ионно-релаксационную и спонтанную поляризации. К ним относятся: сегнетова соль, метатитанат бария, сегнетокерамика и т.д.

Эта группа диэлектриков используется как элементы функциональной электроники. Они имеют значительную диэлектрическую проницаемость до 10000, которая значительно зависит от температуры и напряженности электрического поля.