陶瓷材料在许多领域的应用不仅对其电阻率有要求,而且其介电性能也非常重要,如在真空电子器件中不但要求陶瓷绝缘特性,还要求较小的介电常数和介电损耗，此外还要求高

的介电强度。而对于优异的绝缘陶瓷，其电学性能要求如下:①体积电阻率ρ≥10¹²Ω. cm;②相对介电常数ε_r≤30;③介电损耗tanδ≤0. 001;④介电强度D_s≥5. 0kV/mm.不同结

构陶瓷材料介电性能见表1-17(徐政,1998)。

(1)介电常数

介电常数ε是衡量电介质材料在电场作用下的极化行为的。极化有不同类型，可分电子极化、离子极化、偶极子取向极化，但陶瓷材料中最重要的是离子极化，即在电场作用下离

子偏离它的平衡位置。介电常数ε值是随材料温度变化的，当温度升高时离子的活动能力增大,因而ε值也增大。

陶瓷材料室温下的介电常数大致为2至几十万,因具体陶瓷种类不同,其ε数值有很大差异。例如瓷器的介电常数约为6,Al₂O₃约为10,TiO₂约为100(室温,1 MHz的条件下),

BaTiO₃陶瓷可达到几千，而高介电常数的BaTiO₃基介质陶瓷可达1万以上。根据陶瓷材料用途不同，对其介电常数要求也不同。对于装置瓷和电真空陶瓷，要求介

电常数必须很小，一般约为2~12。介电常数若偏大，则会使电子线路的分布电容较大,会影响线路的参数，导致线路的工作状态恶化。而介电常数大的陶瓷材料可用来制作电容量大、体积小的电容器。

(2)介电损耗

介电损耗是陶瓷材料在交变电场内，由于电导和极化过程产生的能量损耗。常用陶瓷介质损耗角正切tanδ来衡量介电损耗大小,称介电损耗因子。介电损耗因子tanδ 值与电场

频率和环境温度有关，在频率增高时tanδ 值减小;室温中长石瓷、氧化铝瓷、特种滑石瓷的tanδ值,在50Hz频率时其顺序为0.02、0.003、0.001;在106 Hz频率时减小到约0.01、

0.002、0.0004。温度升高后离子易于运动,会使tanδ值增大,在50Hz时温度由20℃升高至100℃，瓷器的tan8值可能增大5~10倍。此外，陶瓷介质材料的tanδ值对湿度也很敏

感,受潮后试样的tanδ值急剧增大。

(3) 介电强度

当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时， 它就丧失了绝缘性能，由介电状态转变为导电状态，这种现象称为介质击穿。击穿时的电压称为击穿电压，相应的电

场强度称介电强度，也称为击穿电场强度或抗电强度。通常Al₂O₃, 瓷的介电强度为9~15 kV/mm,莫来石陶瓷为7.8 kV/mm,AIN陶瓷为14~17 kV/mm,SiN,陶瓷为15.8~19.8kV/mm.

一般陶瓷介质材料的击穿分为电击穿和热击穿,电击穿是指在电场直接作用下,陶瓷材料中载流子迅速增殖造成的击穿。该过程约在10^-7s完成，电击穿的介电强度较高，约为

10³~10⁴ kV/cm或10²~103 kV/mm。热击穿是指陶瓷材料在电场作用下由于电导和极化等介质损耗使陶瓷介质的温度升高造成热不稳定而导致的破坏，由于热击穿有一个热量积

累过程，其击穿电场强度较低，一般约为10¹~10² kV/cm或1~10 kV/mm.陶瓷材料的介电强度一般为 4~60 kV/mm.介电强度大小与材料本身的组成、结构均

匀性、内部缺陷,特别是气孔大小密切相关。当陶瓷中存在气孔时,气孔本身的击穿电场强度比陶瓷材料低得多，气孔容易首先被击穿，引起气孔中的气体电离，产生大量热量使周

围的陶瓷材料温度升高，从而使击穿电场强度降低。而气孔击穿又使该局部材料的厚度相对变薄，造成整个陶瓷材料击穿，电场强度进-步降低，可能引起整体陶瓷介质材料发生击穿。

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