电畴示意图
1.2 电容器陶瓷微观结构
钛酸钡陶瓷烧结后表面SEM图
FH-CGL150（Mg-Zn-Ti基配方）烧结后表面SEM图
1100℃ 1130℃ 1150℃
不同温度烧结制得的PMW-PNN-PT陶瓷断面SEM图
9
1.3 介质损耗 1.3.1 基本概念 1、介质损耗
绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ
在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。 简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ
又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下:
1.3.2 损耗的形式
a）电导损耗：在电场作用下，介质中会有泄漏电流流过，引起电导损耗。气体的电导损耗很小，而液体、固体中的电导损耗则与它们的结构有关。非极性的液体电介质、无机晶体和非极性有机电介质的介质损耗主要是电导损耗。而在极性电介质及结构不紧密的离子固体电介质中，则主要由极化损耗和电导损耗组成。它们的介质损耗较大，并在一定温度和频率上出现峰值。电导损耗，实质是相当于交流、直流电流流过电阻做功，故在这两种条件下都有电导损耗。绝缘好时，液、固电介质在工作电压下的电导损耗是很小的，与电导一样，是随温度的增加而急剧增加的。
b）极化损耗：只有缓慢极化过程才会引起能量损耗，如偶极子的极化损耗。它与温度有关，也与电场的频率有关。极化损耗与温度、电场频率有关。在某种温度或某种频率下，损耗都有最大值。
c）游离损耗：气体间隙中的电晕损耗和液、固绝缘体中局部放电引起的功率损耗称为游离损耗。电晕是在空气间隙中或固体绝缘体表面气体的局部放电现象。但这种放电现象不同于液、固体介质内部发生的局部放电。即局部放电是指液、固体绝缘间隙中，导体间的绝
10
缘材料局部形成“桥路”的一种电气放电，这种局部放电可能与导体接触或不接触。这种损耗称为电晕损耗。
1.3.3 陶瓷材料的损耗
陶瓷材料的损耗主要是电导损耗、松弛质点的极化损耗及结构损耗。此外，表面气孔吸附水分、油污及灰尘等造成表面电导也会引起较大的损耗。
以结构紧密的离子晶体为主晶相的陶瓷材料，损耗主要来源于玻璃相。为了改善某些陶瓷的工艺性能，往往在配方中引入一些易熔物质（如粘土），形成玻璃相，这样就使损耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷随粘土含量的增大，其损耗也增大。因而一般高频瓷，如氧化铝瓷、金红石等很少含有玻璃相。
大多数电工陶瓷的离子松弛极化损耗较大，主要原因是：主晶相结构松散，生成了缺陷固溶体，多晶形转变等。
如果陶瓷材料中含有可变价离子，如含钛陶瓷，往往具有显著的电子松弛极化损耗。因此，陶瓷材料的介质损耗是不能只按照瓷料成分中纯化合物的性能来推测的。在陶瓷烧结过程中，除了基本物理化学过程外，还会形成玻璃相和各种固溶体。固溶体的电性能可能不亚于，也可能不如各组成成分。这是在估计陶瓷材料的损耗时必须考虑的。
总之，介质损耗是介质的电导和松弛极化引起的电导和极化过程中带电质点（弱束缚电子和弱联系离子，并包括空穴和缺位）移动时，将它在电场中所吸收的能量部分地传给周围“分子”，使电磁场能量转变为“分子”的热振动，能量消耗在使电介质发热效应上。
一类瓷损耗因数与温度的关系
一类瓷介质损耗与温度的关系
11
X7R陶瓷介质损耗与温度的关系 Y5V陶瓷介质损耗与温度的关系
介质吸潮后，介电常数会增加，但比电导的增加要慢，由于电导损耗增大以及松驰极化损耗增加，而使tanδ增大。对于极性电介质或多孔材料来说，这种影响特别突出，如纸内水分含量从4%增加到10%时，其tanδ可增加100倍。 1.3.4 陶瓷电容器的损耗
在片式多层元器件类型中，损耗主要由介质层损耗、内电极层电阻损耗、各接触面电阻损耗和端电极电阻损耗等四个方面组成；其中各接触面电阻包括端电极与内电极的接触、内电极与介质层的接触、不同的端电极电镀层间的接触等；损耗对频率是较为敏感的，并随频率的增加而增加，因为：
1．接触电阻－电极间接触形成的间隙式裂缝是容性阻抗(Z=1/(2*pi*f*C)),从而导致损耗在刚开始时随频率的增加而下降。
2．趋肤效应－内电极和端电极由于趋肤效应，阻抗随频率的增加而增加，最终将抵消
12
相关推荐：
loading