介電損耗：

    介電材料在交變電場中極化時,，因極化方向的變化而損耗部分能量并發(fā)熱，稱之為介電損耗,。在表征電介質(zhì)材料介電性能時,，一般用損耗角正切(tan扮來表示，它與材料因發(fā)熱而損耗的能量密切相關(guān),。在表征介質(zhì)材料時,，介電常數(shù):和介電損耗tans主要由材料本身的物質(zhì)屬性所決定，材料的制備工藝及微觀形態(tài)會對其介電性能產(chǎn)生不同程度的影響,，而外部條件如工作頻率,，使用溫度，工作環(huán)境等也會影響到材料的介電性能[}2o-zz},。介電損耗的產(chǎn)生主要歸因于兩點:一是在電場作用下電介質(zhì)所含的導(dǎo)電載流子流動時,，需要克服內(nèi)摩擦力而消耗部分電能，這種損耗稱之為電導(dǎo)損耗;另一原因是偶極的取向極化松弛引起的,。對非極性高聚物來說,，電導(dǎo)損耗可能是主要的，對于極性高聚物而言后一介電損耗則是主要部分,。

    我們以電容器的能量損耗為例研究介電損耗,，假設(shè)有一個電容量為C。的真空電容器,，在兩極上施加一個頻率為,。，電壓為V的交變電壓，其電壓表達式為:V=Vne`m,，則流過真空電容器的電流總是超前電壓相位900為:

如果在該電容器兩極板件填滿電介質(zhì),，并施加交變電場，那么電介質(zhì)的取向極化不能全追隨外電場的變化,，則發(fā)生介電損耗,，此時通過電容器的電流工‘與電壓的相位差是cp=900-8，工‘與外加電壓V的關(guān)系為:

我們知道材料的復(fù)介電常數(shù)表達如下:

    式1-20中s為復(fù)介電常數(shù),，E}為與電壓方向成90,。方向的分量，稱為介電常數(shù)的實部;e為與電壓平行方向的分量,，為介電常數(shù)的虛部,。將1-20代入1-19得:

    式中，Ic與電壓的相位差為900相位,，相當于流過“純電阻”的電流,，起的相位角滯后量規(guī)定為介電損耗角其與復(fù)介電常數(shù)的關(guān)系為:相當于流過“純電容”的電流;L與電壓同即“損耗”電流。將由于介電損耗存在引6,，介電損耗角正切用來描述介電損耗程度,，

    8稱為介質(zhì)損耗角，介質(zhì)損耗角正切值tan8稱為介質(zhì)損耗,，用來表征電介質(zhì)介電損耗的物理量,。由上可見，,?！罢扔趖an8，因此也常用,?！眮肀硎静牧辖殡姄p耗的大小，通常稱:“為介電損耗因子,。

    在交變電場中,，三種極化都是電場頻率的函數(shù)。在低頻電場中,，三種極化都能跟上外電場的變化,，電介質(zhì)不產(chǎn)生損耗;隨著電場頻率的增加，首先是取向極化跟不上電場的變化,。這時電介質(zhì)放出的能量小于吸收的能量,，這個能量消耗于克服偶極子取向時所受的摩擦阻力，從而使電介質(zhì)發(fā)熱,，這就產(chǎn)生了介質(zhì)損耗;當電場頻率進一步提高時,，偶極子的取向極化全跟不上電場的變化，取向極化不發(fā)生，因而介質(zhì)損耗急劇下降,。由于電子極化和原子極化極快,，由它們引起的損耗發(fā)生在更高的頻率范圍:原子極化損耗在紅外光譜區(qū);電子極化損耗在紫外光譜區(qū)。因此在電頻區(qū),，只有取向極化引起的介質(zhì)損耗,。

    介電損耗的物理意義如下,。介質(zhì)電容器損耗的功率大小P表示為P=VIcoscp,由于coscp=sin8,，因此P=VIsinB=VI}tan}，同時存在:

    由式1-23可以看出,，理想電容器(即真空電容器):tan8 -0,，無能量損失。因此小的損耗角正切值表示能量損耗小,。對絕緣材料或做電容器的聚合物材料,，一般要求它的介電損耗越小越好，否則會引起材料本身發(fā)熱,，加速材料老化,。反之，如果需要對高聚物高頻加熱進行干燥,、模塑或高頻焊接,，則要求高聚物具有較高的介質(zhì)損耗值。