介电常数
电子陶瓷除具有绝缘性质外,还能储存电荷。
介电常数就是衡量其储存电荷能力的参数,又叫介电系数或电容率。
一、介质化和介电常数设有个真空中的平行板电系统,电面积为s,两板间的距离为l,在两板间加上直流电压U,则板上将充有电荷Q0。如图。
在上述两平行板电系统中嵌入陶瓷介质,而板的面积s和距离l不变;或在厚度为1的平板形陶瓷介质两面被上面积为s的电。在电压U不变的情况下,板上电荷由Q0增加到Q。
电荷增加是由于陶瓷介质在电场作用下发生化的结果。这现象叫介质的宏观化。它是介质微观质点化的外部表现。板上电荷增加的过程也就是微观质点化的过程。
从上图可知,由于介质化,在介质邻近电的表面层,出现了束缚在介质上的电荷(束缚电荷),该电荷与电上的电荷符号相反,在介质中建立了与原电场E方向相反的电场E’。E'有使原电场减小的趋势。为使原电场E保持不变,电源必须供给板更多的电荷。Q与Q0的比值,我们称为介质的介电常数。可表示为:
介电常数可以表示介质储存电荷的能力,是介质的特征参数。是介质材料的个重要技术指标。
介电常数的计算公式:
式中:c测量出的电容,单位PF
I单位cm
S—单位cm2
对于直径为D的圆片试样,介电常数为:
C—单位PF,I、D—单位cm。
测量电容C时,对装置瓷,1型电容器瓷,测量频率为1±0.5MHz,Ⅱ、Ⅲ 型电容器瓷的测量频率为1000±200Hz。
各种材料室温时的介电常数为:
装置瓷、电阻瓷及电真空瓷:2~12
Ⅰ型电容器瓷:6~1500;
Ⅱ型电容器瓷:200~3万;
Ⅲ型电容器瓷:7000~几十万;
压电陶瓷:50~20000
干燥空气;1.000585;
真空:1。
由上可知,电子陶瓷的介电常数数值范围很大。介电常shu大的材料,可以制造容量大、体积小的电容器;介电常shu小的材料,用来制造装置另件。