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ρ和nD有一定关系,其关系符合ε=3ρ-2.1和ε=(nD-1.3)/0.038的规律。
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