玻璃的介電損耗概述

一般用tanδ或直接用δ表示介電質的介電損耗。交流電的頻率、環境溫度和玻璃組成對玻璃的介電損耗具有顯著的影響。玻璃中介電損耗包括電導損耗、松弛損耗、結構損耗以及共振損耗等。具體是哪一種損耗占優勢，決定于外界因素——溫度和外加電壓的頻率。當溫度很低是，極性分子熱運動很弱，電導損耗與松弛損耗相比可以忽略，分子完全獲釋而松弛損耗時間減小，極性分子的定向能及時跟上電場變化，使得松弛損耗溫度上升而下降。松弛損耗在從低溫區向高溫區的轉變過程中達到極大值。在低頻和高溫下，分子熱運動加劇反而阻礙偶極分子在電場方向的定向，電導率隨溫度指數上升而增加，因此，電導電流和電導損耗也呈指數關系增加，并在總的損耗中占據優勢；在高頻和低溫下，主要是結構損耗，其損耗機理大致與結構的緊密程度有關。

玻璃中的各種損耗與溫度的光系如下圖所示。

上圖為：玻璃中各種損耗與溫度的關系

一般來說，簡單組成玻璃的損耗很小的，這是因為簡單玻璃中的“分子”接近于規則排列，結構緊密，沒有聯系弱的松弛離子。在簡單組成玻璃中加入堿金屬氧化物后，介質損耗大大增加，并且損耗隨堿性氧化物濃度的增大按指數關系增大。這是因為堿金屬氧化物進入玻璃結構后，使玻璃的網絡結構受到破壞。因此，玻璃在堿金屬氧化物濃度越大，玻璃結構越疏松，離子就可能發生移動，電導損耗和結構松弛損耗增加，使總的損耗增大。

在室溫以上，頻率較低（f＜1MHz）時，玻璃的介電損耗以電損耗與松弛損耗為主，主要取決于網絡外離子的濃度及活動度等因素。因此，玻璃組成中凡能降低電阻率的氧化物都會增大介電損耗。

介電損耗同樣存在“混合堿效應”和壓制效應“。即當堿金屬離子的總濃度不變時，改變兩種堿金屬離子的比例，玻璃的tanδ大大降低，并且出現極值。在含有堿金屬氧化物的玻璃中加入二價金屬氧化物，特別是重金屬氧化物時，壓制效應特別明顯。因為二價離子能使松弛的含堿金屬氧化物玻璃的結構相對堅固，從而減少松弛極化作用，使tanδ降低。隨著溫度的升高，網絡結構松弛，堿金屬離子的活動能力增大，介電損耗增大，如從20℃~80℃，玻璃的介電順滑值可增大4~6倍。

玻璃的介電損耗隨頻率的增加而增大。當頻率高于1Mpa時，結構損耗和共振損耗會顯著增大。

不同的熱處理值得會對玻璃的介電損耗產生不同的影響。相同組成的玻璃，退火后的tanδ比淬火玻璃小，原因是后者的網絡結構松弛、電阻率較小。

微晶玻璃與組成相同的普通玻璃相比，電導損耗、松弛損耗及結構損耗均勻小些，所以介電損耗也相對小些。