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玻璃介电常数的计算
 发布时间:2013年05月18日 浏览:18427
玻璃常用作电容器的电介质及电绝缘材料,因此电性质是很重要的。对于玻璃来讲要求介电常数小一些,对于电容器玻璃来讲则要求介电常数ε大一些。

玻璃的介电常数与玻璃中离子极化率和迁移率有关,而玻璃的成分和结构又决定了离子和极化率和迁移率。在硅酸盐玻璃中,氧离子是最容易极化的离子。网络调整物的加入,形成了易极化的非桥氧,使介电常数提高。如石英玻璃的介电常数为3.75,加入碱金属氧化物以后,介电常数增加,如含Na2O16%的钠钙玻璃介电常数为7.20.在碱金属离子中,离子半径增加,场强减小,介电常数升高,如K+Na+Li+.

玻璃中其它离子的加入也有相似的规律,碱土金属的加入,也是场强增大,介电常数减小。副族元素本身极化率对介电常数也有很大影响,如含PbO58%K2O7%SiO235%(质量分数)的封接玻璃,介电常数为9.5.某些高铅玻璃介电常数达10以上。TiO2也是具有很高介电常数的成分。

阿本和别列科普提出频率为4.5×108Hz、温度在20℃以下,介电常数加和系数(见表一),其加和公式如下。

ε=∑εixi/100

式中:ε——介电常数;

xi——玻璃成分的摩尔分数,%

εi­——介电常数加和系数。

表一:介电常数加和系数

氧化物

加和系数εi­

SiO2

3.8

Al2O3

9.2

B2O3

3~8

BeO

13.8

MgO

15.4

CaO

17.4

SrO

18.0

BaO

20.5

PbO

22.0

ZnO

14.4

CdO

17.2

FeO

16.0

CoO

15.2

NiO

13.4

MnO

13.8

Li2O

14.0

Na2O

17.6

K2O

16.0

TiO2

25.6

介电常数ε与密度ρnD有一定关系,其关系符合ε=3ρ-2.1ε=nD-1.3/0.038的规律。

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