石英玻璃介電常數隨溫度與頻率的變化

石英玻璃介電常數的溫度特性由圖 1 所示. 相同頻率下, 石英玻璃的介電常數εˊ隨溫度的升高而增大,溫度升高至2000K 時,其介電常數增大值為0. 21,變化率為10^{- 4}/ K 左右. 在相同溫度下,當頻率較高時,由于偶極轉向極化滯后于電場變化,而使得石英玻璃的介電常數要略低于直流電場下的介電常數( 如圖1 所示) .因此,石英玻璃具有很低的介電常數, 且在室溫到2000K 范圍內介電常數隨溫度的變化不大,表現出較好的溫度穩定性.

圖2為石英玻璃介電常數εˊ的頻率特性,圖中分別示出了500K, 1300K 和2000K 3個溫度下的石英玻璃的介電常數隨頻率f 的變化關系. 石英玻璃的介電常數隨著頻率的升高而減小,頻率為10⁶Hz 附近時,介電常數下降比較迅速. 事實上, 偶極轉向極化建立的時間剛好約為10^{- 6}s 左右, 在兆赫頻率下,弛豫作用十分顯著,因而介電常數下降的速度相對較大. 由于石英玻璃中雜質和羥基對偶極轉向極化影響很大, 因此, 減小雜質和羥基的含量,提高石英玻璃的純度,可有效地增強石英玻璃的頻率穩定性.