极化的基本形式
在陶瓷介质中必定存在着多种形式的极化机构，且不同频率，不同温度条件下极化形式也不同。
参加极化的基本质点是电子和离子。两种质点参与极化的基本形式也是两种：
第yi种是位移式极化：瞬时完成，是完全弹性的，不消耗能量，不使介质发热的极化，包括电子位移极化和离子位移极化。
第er种称松弛式极化：完成这种极化需要一定的时间，并且是非弹性的，消耗一定能量，使介质发热，包括离子松弛极化和电子松弛极化。
下面对这几种极化形式分别进行讨论。
（1）电子位移极化
大多数陶瓷介质的基本质点是离子。离子由原子核和电子组成。在没有外电场作用时，离子正负电荷中xin重合。在外电场作用下，核外电子云发生偏转，电子云中xin与原子核中xin产生一定位移，正负电荷中xin分离，产生偶极矩，称为电子位移极化。
电子位移极化是可逆的，随外电场变化而变化，外加电场消失后，电子云又恢复原状，电子云极化时吸收一定能量，恢复原状时，又将能量释放。
电子位移极化是在离子内部发生的可逆变化，通常不以热的形式消耗能量，不导致介质损耗，它的主要贡献是引起陶瓷材料介电常数的增加。
电子位移极化建立的时间为10-14~10-15秒，只要电场频率小于1015赫兹，都存在这种形式的极化。电子位移极化存在于一切陶瓷材料中。
（2）离子位移极化组成陶瓷介质的正负离子在电场作用下可以发生可逆的弹性位移，从而形成离子位移极化。
它只是在平衡位置附近产生的一个微小的极化。
离子位移极化也是一个可逆过程，极化时吸收电能外电场作功，极化消失时释放出能量。
偶极矩：m=αi*E；
αi—离子位移极化的极化率。
αi=q2/k
q—离子电荷；
k—离子间的弹性系数。与离子间的作用能有关。
离子间作用力强，相同外电场使离子产生位移困难；
离子间作用力弱，相同外电场使离子产生位移容易。
离子位移极化所需的时间10-12~10-13秒。
*外电场频率>1013赫兹时，时间<10-13秒，离子位移极化来不及完成，不再产生离子位移极化，而产生电子位移极化。（极化时间10-14~10-15秒）
（3）离子松弛极化
在各种陶瓷内部，由于结构缺陷的存在，热起伏的影响，这些结构缺陷的联系弱离子可以从一个平衡位置迁移到另一个平衡位置，作局部性的迁移。无外电场作用时，离子向各个方向迁移的几率相等，整个介质不呈现电极性。
在外电场作用下，离子向一个方向迁移的几率增大，使介质呈现极化。这种极化是离子从一个平衡位置迁移到另一个平衡位置而产生的，作用到离子上的与电场作用力相对抗的不是离子间相互吸引的弹性力，而是不规则的热运动阻力，所以这种极化建立的过程是一种热松弛过程，故称离子松弛极化。
与离子位移极化的区别：
离子位移极化只在平衡位置附近移动。
离子松弛极化，离子是从一个平衡位置运动到另一个新的平衡位置。
离子松弛极化可用下述过程描述，若在某缺陷附近有两个平衡位置1及2，中间隔有势垒u（下图a),当离子热运动能超过势垒高度u时，离子就从1迁移至2，反之，离子也可以从2迁移至1.在一定温度下离子迁移的几率与势垒u有关。
如图所示：
无外电场时：
图（a)中，离子从位置1→位置2，所需能量u，
离子从位置2→位置1，所需能量u，
二者的几率相同。
在外电场作用下：
图（b)中，离子从位置1→位置2，所需能量u-△u，离子从位置2→位置1，所需能量u+△u。
一段时间后，位置2带正电（位置1的离子数相应减少）；
位置1带负电（位置2的离子数相应增加）。
离子松弛极化率为：
αT=(q2-δ2)/12kT
q—静电单位电荷；
δ—1、2间的距离；
T—温度。
由此可见，离子松弛极化率与温度有明显的关系。温度升高时，离子不规则运动加剧，破坏离子沿电场方向的分布，因而使a降低。
与离子位移极化的另一区别：在外电场消失后，松弛极化不一定恢复到原来位置，因此是不可逆的，它要从外电场吸收一定能量，在什么时候消耗能量，与外电场频率有关。
离子松弛极化建立的时间约10-2~10-9秒。不同体系时间差异很大。
松弛极化取决于联系弱的质点的数目，又与整个体系的温度有关。
低温时以离子位移极化为主，在高温时以离子松弛极化为主。
（4）电子松弛极化
电子在外电场作用下，从一个结点移动到另一个结点，但其移动是有限的，不会产生电导，只是一个极化过程，这种极化也是一个热松弛过程，所以叫做电子松弛极化。
前面讨论过，晶格热振动，晶格缺陷，杂质的引入，化学组成的局部改变等因素都能使电子能态发生改变，出现位于禁带中局部能级，形成弱束缚电子，如“F—心”和“F'—心”。
“F—心”就是由一个负离子空位俘获了一个电子所形成的一种常见的情况。
“F—心”的弱束缚电子为周围结点上的阳离子所共有，在晶格热振动的作用下，吸收一定的能量由较低的局部能级跃迁到较高的能级而处于激发态，连续地由一个阳离子结点转移到另一个阳离子结点，类似于联系弱离子的迁移，外加电场力图使弱束缚电子的运动具有方向性，这就形成了极化状态。“F—心”显现的电结构而言，类似于一个氢离子。
另一种“F'—心”，是一个二价负离子空位，获得了2个电子后形成。
在热起伏的影响下可产生位置宏观上的移动，但这样移动是有限的，不形成电导，只有在外电场足够强，获得足够高的能量时，弱束缚电子才能激发跃迁到导带而成为自由电子，形成电导，具有电子松弛极化的陶瓷也往往具有电子电导。
电子松弛极化是一个不可逆过程，与外电场频率有关。
电子松弛极化时间：10-2~10-9秒。
外电场频率高于10-9秒时，电子松弛极化不存在。
（5）空间电荷与界面极化
任何材料内部总是存在不均匀性。
空间电荷指的是陶瓷体内的电荷，也叫容积电荷。由构成陶瓷体内部的正负离子所带，更重要是指在陶瓷体内部电子不平衡，根本原因是在内部电荷分布不平衡，空间电荷的形成有以下几种情况：
①宏观极化在外电场作用下，离子向电极的宏观移动，导致瓷体内部离子减少，电极附近离子增加，电荷积聚在瓷体与电极之间的界面附近，呈现宏观极化现象。
②微观不均匀性在晶体内部，存在晶界，相界，晶格畸变，杂质的地方，阻碍了离子的移动，产生离子（电荷）的堆积。称为微观不均匀结构。
③形成层的作用对材料施加外电场，材料发生化学反应，在新、旧物相之间产生界面，从而积聚电荷，即形成层使电荷聚集，形成空间电荷。
④宏观不均匀性
陶瓷体内部存在宏观不均匀性：夹层、气泡，影响离子的迁移，在界面上发生电荷积聚，形成空间电荷。
以上因素都是由于界面对离子迁移产生阻碍作用，而产生极化，统称为界面极化，其极化所需时间数秒至数十小时。
在较高的频率下，界面极化不存在，所以高频电路中不存在界面极化。界面极化只对直流和低频下的介电性质有影响。
（6）介质吸收指对陶瓷电容器，外加直流电流，开始瞬间电流很大，随时间推移，电流减小并逐渐趋于稳定，看起来就象电流被陶瓷吸收了，形象的称为介质吸收。（见下图）。
图中10称起始电流，稳定值lS称漏电流，在l0和IS之间随时间t变化的电流It，称吸收电流。切断电源将电容器电极短路，发生类似的反向放电电流l0≥It≥Is。
这是因为，电流接通以后，施加外电场，产生了各种极化，随时间推移，有些极化已经形成，而有些极化还在建立，l减小，足够长的时间后，所有极化已经完成，电流趋于稳定，这时的电流为漏电流Is。
（7）谐振式极化
陶瓷中的电子、离子都处于周期性的振动状态，其固有振动频率为1012~1015Hz，即红外线、可见光和紫外线的频段。
当外加电场的频率接近此固有振动频率时，将发生谐振。电子或离子吸收电场能，使振幅加大呈现极化现象；电子或离子振幅增大后将与其周围质点相互作用，振动能转变成热量，或发生辐射，形成能量损耗。这种极化仅发生在光频段。
（8）自发极化
自发极化是铁电体特有的一种极化形式。铁电晶体在一定的温度范围内，无外加电场作用时，由于晶胞结构的原因，其晶胞中的正负电荷中xin不重合，即原晶胞具有一定的固有偶极矩，这种极化形式称为自发极化，自发极化的方向随外电场方向的变化而发生相应变化，晶体的这种性质称为铁电性。
P20表2—3为各种极化形式的比较。
极化的基本形式
极化的基本形式
极化的基本形式
极化的基本形式
