1) Электронно-релаксационная поляризация
характерна для твердых диэлектриков, содержащих дефекты или примесные ионы, способные захватывать электроны. такие электроны могут переходить из одного вероятного положения в другое. При этом суммарный электрический момент равен нулю. Во внешнем эл. поле такие переходы будут осуществляться в направлении поля и в объеме диэлектрика индуцируется эл. дипольный момент, т.е будет происходить поляризация. Время релаксации (10^(-2) - 10^(-7) с.
Происходит в TiO2, CaTiO3, в керамических материалах на основе оксидов Ti, Ta, Pb, Vi.
2) Ионно-релаксационная поляризация (проявляется при 10^6 - 10^10 Гц)
Наблюдается в диэлектриках с ионным типом хим. связей, например в неорганических стеклах, имеющих неплотную упаковку ионов, электротехническом фарфоре и др. Слабо связанные ионы вещества под действием приложенного эл. поля смещаются на расстояния, превышающие постоянную кристаллической решетки. После исчезновения внешнего поля ионы постепенно возвращаются к центрам равновесия. При этом наблюдается необратимое рассеяние энергии в виде тепла.
С увеличением температуры ионно-релаксационная поляризуемость нелинейно возрастает в результате ослабления связи между ионами и, главным образом,
увеличения числа ионов, участвующих в этом виде поляризации.
3) Дипольно-релаксационная поляризация
часто называют ориентационной, так как она
проявляется в появлении некоторой упорядоченности в расположении полярных молекул, совершающих хаотические "тепловые" движения под действием электрического поля, т.е. диполи ориентируются под действием поля.
При низких температурах ориентация молекул электрическим полем затруднена, поэтому диэлектрическая проницаемость невелика. При повышении температуры время релаксации уменьшается из-за уменьшения вязкости, ориентация молекул облегчается, что приводит к увеличению интенсивности дипольно-релаксационной поляризации и
резкому росту диэлектрической проницаемости, которая, после достижения максимума, уменьшается, приблизительно обратно пропорционально температуре за счет роста теплового движения молекул, препятствующего упорядочению полярных молекул (диполей).
4) Миграционная поляризация
наблюдается в неоднородных диэлектриках, имеющих проводящие и полупроводящие включения, слои с различной проводимостью и т.п. При внесении неоднородных диэлектриков в электрическое поле свободные заряды смещаются и концентрируются на граничных слоях включений, в приэлектродных слоях и
т.д., образуя пространственные заряды, поле которых внешне проявляет себя как "дополнительный" механизм поляризации. Для устранения миграционной поляризации и создания материала с небольшими потерями необходимо избавиться от пор, механических включений и примесей, прежде всего обладающих большой подвижностью ионов Li+, Na+, K+.
При наличии миграционной поляризации диэлектрическая проницаемость
диэлектриков на низких частотах, имеющая повышенные значения, с увеличением
частоты резко уменьшается по закону, близкому к гиперболическому.
5) Спонтанная поляризация
В некоторых классах полярных ионных кристаллов и веществах, относящихся к
группе жидкокристаллических, в определенном температурном интервале наблюдаются фазовые переходы без изменения агрегатного состояния, в процессе которых происходит существенная перестройка их структуры. Такая перестройка не нарушая физически и химически однородное состояние вещества, приводит к существенному изменению электрических свойств диэлектриков (проводимости, диэлектрической проницаемости), оптической активности и др. Вблизи фазовых переходов, возникающих при изменении параметров окружающей среды, данные параметры могут изменяться резко, иногда на несколько порядков по величине. Такие фазовые переходы, при которых неполярные вещества самопроизвольно (спонтанно) переходят в полярное состояние называют
сегнетоэлектрическими, а сам процесс перехода в новое состояние спонтанной
поляризацией.
