極化強(qiáng)度的概述

大多數(shù)陶瓷介質(zhì)由各種離子組成，在沒(méi)有外電場(chǎng)作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的正負(fù)電荷中心重合，對(duì)外不呈現(xiàn)電極性。當(dāng)有外電場(chǎng)作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受到電場(chǎng)力的作用，正負(fù)電荷發(fā)生相對(duì)位移。正電荷沿著電場(chǎng)方向移動(dòng)，負(fù)電荷反電場(chǎng)方向移動(dòng)，這種相對(duì)位移是有限度的。

因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)內(nèi)部正負(fù)電荷之間的靜電引力作用，限制了電荷離開(kāi)平衡位置的移動(dòng)。在一定溫度和電場(chǎng)強(qiáng)度條件下，正負(fù)電荷偏離原來(lái)的平衡位置，位移了一定的距離后，達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這時(shí)質(zhì)點(diǎn)的正負(fù)電荷的中心不再重合，因而整個(gè)介質(zhì)呈現(xiàn)電極性，這就叫做介質(zhì)的極化。

如下圖被電場(chǎng)極化了的介質(zhì)表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷，這些電荷不會(huì)跑到極板上而被束縛在介質(zhì)表面，稱為表面束縛電荷。

極化的微觀本質(zhì)就是介質(zhì)內(nèi)部帶電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生位移。但由于介質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的束縛力很強(qiáng)在電場(chǎng)作用下沿一定方向的相對(duì)位移是有限度的，是在平衡位置附近的很小的位移，因而它不是載流子，不形成電流。

在外電場(chǎng)E。作用下，介質(zhì)中帶有正負(fù)電荷q的質(zhì)點(diǎn)，相互移開(kāi)的距離為I，形成偶極子，其大小用偶極矩表示：

m=q*I

偶極矩又稱電矩。

單位電場(chǎng)強(qiáng)度下偶極矩的大小稱質(zhì)點(diǎn)的極化率，它表征質(zhì)點(diǎn)極化的能力。

α=m/E

設(shè)單位體積中極化的質(zhì)點(diǎn)數(shù)為n，m為每一質(zhì)點(diǎn)的平均偶極矩，則介質(zhì)單位體積的偶極矩為：P=m*n=n*α*E

P稱為介質(zhì)的極化強(qiáng)度。它有三個(gè)決定因數(shù)：

（1）單位體積中極化的質(zhì)點(diǎn)數(shù)n；

（2）作用在極化質(zhì)點(diǎn)上的有效電場(chǎng)強(qiáng)度E。（也稱真實(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度)；

（3）質(zhì)點(diǎn)本身在電場(chǎng)作用下極化的能力即極化率α的大小。

對(duì)有效電場(chǎng)E。進(jìn)行計(jì)算，可導(dǎo)出下式克一莫方程：

（M/p)·[(?-1)/(?+2)]=(4π/3)·N·a

式中：M—物質(zhì)的mol質(zhì)量；p—密度；?—介電常數(shù)；N—阿伏伽德羅常數(shù)，N=6.03×1023個(gè)/mol；a—極化率。

該公式從嚴(yán)格意義上說(shuō)不適用于大多數(shù)陶瓷，但從定性方面和分析問(wèn)題上考慮，仍有重要意義。

公式中的極化率a因介質(zhì)中極化形式的不同而不同。

各種電介質(zhì)都有其本身*的極化形式，它們對(duì)宏觀電性質(zhì)的影響也不相同。