玻璃的介電常數與玻璃中離子極化率和遷移率有關,而玻璃的成分和結構又決定了離子和極化率和遷移率。在硅酸鹽玻璃中,氧離子是最容易極化的離子。網絡調整物的加入,形成了易極化的非橋氧,使介電常數提高。如石英玻璃的介電常數為3.75,加入堿金屬氧化物以后,介電常數增加,如含Na2O16%的鈉鈣玻璃介電常數為7.20.在堿金屬離子中,離子半徑增加,場強減小,介電常數升高,如K+>Na+>Li+.
玻璃中其它離子的加入也有相似的規律,堿土金屬的加入,也是場強增大,介電常數減小。副族元素本身極化率對介電常數也有很大影響,如含PbO58%、K2O7%、SiO235%(質量分數)的封接玻璃,介電常數為9.5.某些高鉛玻璃介電常數達10以上。TiO2也是具有很高介電常數的成分。
阿本和別列科普提出頻率為4.5×108Hz、溫度在20℃以下,介電常數加和系數(見表一),其加和公式如下。
ε=∑(εixi/100)
式中:ε——介電常數;
xi——玻璃成分的摩爾分數,%。
εi——介電常數加和系數。
表一:介電常數加和系數
氧化物 |
加和系數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 |
介電常數ε與密度ρ和nD有一定關系,其關系符合ε=3ρ-2.1和ε=(nD-1.3)/0.038的規律。
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