Ориентационная поляризация диэлектриков

Ориентационная поляризация диэлектриков для связанных электрических диполей определяется взаимодействием электрического диполя с внешним электрическим полем. Схематически эта ситуация показана на рис. 30. Энергия взаимодействия электрического диполя с внешним полем равна произведению

. (3.18)

Количество диполей, которые повернутся вдоль приложенного внешнего поля на телесный угол dφ в сфероидальном конусе, преодолев энергию теплового движения, в соответствии с законом Больцмана составит:

Учитывая, что р_эЕ_эсоs(θ)/k_bT << 1 можно закон Больцмана представить в виде ряда, ограничившись первым приближением, т.е.

Проинтегрировав (3.19) по всем телесным углам от нуля до π, получим:

где n₀ –число частиц в единице объема.

Вектор электрической поляризации по определению находится путем интегрирования следующего выражения:

. (3.20)

С учетом (3.16) для относительной диэлектрической проницаемости получаем:

. (3.21)

В качестве примера рассмотрим электропроводную керамику нитрида кремния, армированную дисилицидом молибдена. Дипольный электрический момент МоSi₂ составляет 5,51 D (Дебая), а концентрация в единице объема – 2/(24 ) _. (r_кл. – радиус кластера нитрида кремния). При нормальной температуре ε_r ≈ 1,45∙10⁹. Диэлектрическая проницаемость получается большой величины. Поэтому такая керамика является практически электропроводной.

Поиск по сайту: