玻璃的介电损耗概述

一般用tanδ或直接用δ表示介电质的介电损耗。交流电的频率、环境温度和玻璃组成对玻璃的介电损耗具有显著的影响。玻璃中介电损耗包括电导损耗、松弛损耗、结构损耗以及共振损耗等。具体是哪一种损耗占优势，决定于外界因素——温度和外加电压的频率。当温度很低是，极性分子热运动很弱，电导损耗与松弛损耗相比可以忽略，分子完全获释而松弛损耗时间减小，极性分子的定向能及时跟上电场变化，使得松弛损耗温度上升而下降。松弛损耗在从低温区向高温区的转变过程中达到极大值。在低频和高温下，分子热运动加剧反而阻碍偶极分子在电场方向的定向，电导率随温度指数上升而增加，因此，电导电流和电导损耗也呈指数关系增加，并在总的损耗中占据优势；在高频和低温下，主要是结构损耗，其损耗机理大致与结构的紧密程度有关。

玻璃中的各种损耗与温度的光系如下图所示。

上图为：玻璃中各种损耗与温度的关系

一般来说，简单组成玻璃的损耗很小的，这是因为简单玻璃中的“分子”接近于规则排列，结构紧密，没有联系弱的松弛离子。在简单组成玻璃中加入碱金属氧化物后，介质损耗大大增加，并且损耗随碱性氧化物浓度的增大按指数关系增大。这是因为碱金属氧化物进入玻璃结构后，使玻璃的网络结构受到破坏。因此，玻璃在碱金属氧化物浓度越大，玻璃结构越疏松，离子就可能发生移动，电导损耗和结构松弛损耗增加，使总的损耗增大。

在室温以上，频率较低（f＜1MHz）时，玻璃的介电损耗以电损耗与松弛损耗为主，主要取决于网络外离子的浓度及活动度等因素。因此，玻璃组成中凡能降低电阻率的氧化物都会增大介电损耗。

介电损耗同样存在“混合碱效应”和压制效应“。即当碱金属离子的总浓度不变时，改变两种碱金属离子的比例，玻璃的tanδ大大降低，并且出现极值。在含有碱金属氧化物的玻璃中加入二价金属氧化物，特别是重金属氧化物时，压制效应特别明显。因为二价离子能使松弛的含碱金属氧化物玻璃的结构相对坚固，从而减少松弛极化作用，使tanδ降低。随着温度的升高，网络结构松弛，碱金属离子的活动能力增大，介电损耗增大，如从20℃~80℃，玻璃的介电顺滑值可增大4~6倍。

玻璃的介电损耗随频率的增加而增大。当频率高于1Mpa时，结构损耗和共振损耗会显著增大。

不同的热处理值得会对玻璃的介电损耗产生不同的影响。相同组成的玻璃，退火后的tanδ比淬火玻璃小，原因是后者的网络结构松弛、电阻率较小。

微晶玻璃与组成相同的普通玻璃相比，电导损耗、松弛损耗及结构损耗均匀小些，所以介电损耗也相对小些。