材料的介电性能培训讲义(ppt 54页)

材料的介电性能培训讲义内容提要：
绝缘体≠电介质：
将物质分类为绝缘体、半导体、导体、以及超导体时，其依据是物质的电荷传导特性或者说电荷长程迁移特性。电荷的传导（电荷的长程迁移），作为物质对外电场的响应，其宏观表现即为电流。根据欧姆定律: J=σE，其中J为电流密度，E电场强度，而σ为电导率张量(二阶对称张量)。电导率反映了物质的电荷传输特性或曰电荷长程迁移特性。
物质对外电场的响应除去电荷的传导外，还有电荷短程运动与位移。这种电荷的短程运动与位移称为极化(Polarization)，其结果是促使正负电荷中心偏移、从而产生电偶极矩。而以极化方式传递、储存或记录外电场作用和影响的物质就是电介质。显然，电介质中起主要作用的乃是束缚电荷而非自由电荷。极化可以来自极性晶体或分子的自发极化、也可以来自电场的诱导作用。介电响应可用如下方程描述：D=εε0E 或 P=χε0E，其中，D为电位移、P为极化强度、ε0为真空电容率、ε为相对介电常数、χ为宏观极化率， ε与χ均为二阶对称张量。由于ε =1+χ ，用相对介电常数与宏观极化率描述介电性质是等价的。介电常数的物理意义可以理解为电介质在极化过程中储存电荷能力之度量。
传导与极化是物质对电场的两种主要响应方式，它们虽有主次、但往往同时存在。当我们主要关注其传导特性时，将物质分类为绝缘体、半导体与导体；而当我们重点关注其极化特性时，则将物质分类为顺电体、铁电体、反铁电体、压电体、热释电体等电介质。
电介质与绝缘体是相互密切联系、然而并不能等同的两个概念。绝缘体肯定是电介质，但电介质却不仅仅包括绝缘体。虽然大部分实用电介质材料为绝缘体，然而半导体甚至金属都有电介质的特性、只是其对外电场的响应中传导效应远远超过了极化效应而已。

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