Термины и определения на материалы диэлектрические

 Введение

ГОСТ 21515-76 (далее – стандарт) устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области диэлектрических материалов.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе. Приведенные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается.

Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены "Ндп".

 Общие понятия

Диэлектрик

Вещество, основным электрическим свойством которого является способность поляризоваться в электрическом поле.

Диэлектрический материал

Материал, предназначенный для использования его диэлектрических свойств.

Диэлектрические свойства

Ндп. Электроизоляционные свойства, электроизолирующие свойства

Совокупность свойств диэлектрика, связанных с явлением поляризации.

Примечание — Диэлектрические свойства характеризуются такими параметрами, как диэлектрическая восприимчивость, абсолютная и относительная диэлектрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь и т.д.

Активный диэлектрик

Диэлектрик, способный генерировать, преобразовывать или усиливать электрические сигналы в электрической цепи.

Полярный диэлектрик

Диэлектрик, содержащий электрические диполи, способные к переориентации во внешнем электрическом поле.

Неполярный диэлектрик

Диэлектрик, не содержащий способные к переориентации во внешнем электрическом поле электрические диполи.

 Процессы и состояния

Электрическая поляризация

Состояние вещества, характеризуемое тем, что электрический момент данного объема этого вещества имеет значение, отличное от нуля.

Электронная поляризация

Электрическая поляризация, обусловленная упругим смещением и деформацией электронных оболочек относительно ядер в диэлектрике.

Ионная поляризация

Электрическая поляризация, обусловленная упругим смещением разноименно заряженных ионов относительно положения равновесия в диэлектрике.

Дипольная поляризация

Ндп. Ориентационная поляризация, релаксационная поляризация, тепловая поляризация

Электрическая поляризация, обусловленная преимущественной ориентацией электрических моментов диполей в одном направлении в диэлектрике.

Миграционная поляризация

Ндп. Междуслойная поляризация, высоковольтная поляризация

Электрическая поляризация неоднородного диэлектрика, обусловленная перераспределением свободных зарядов в его объеме.

Спонтанная поляризация

Электрическая поляризация, возникающая в диэлектрике самопроизвольно, без внешних воздействий.

Доменная поляризация

Ндп. Спонтанная поляризация

Электрическая поляризация сегнетоэлектрика, обусловленная преимущественной ориентацией доменов в одном направлении.

Пьезоэлектрическая поляризация

Электрическая поляризация, возникающая в диэлектрике под действием механических напряжений.

Остаточная поляризация

Электрическая поляризация, сохраняющаяся после прекращения внешних воздействий на диэлектрик.

Деполяризация

Процесс устранения остаточной поляризации диэлектрика.

Переполяризация

Изменение направления поляризованности диэлектрика.

Диэлектрическая дисперсия

Явление изменения относительной диэлектрической проницаемости при изменении частоты приложенного электрического поля.

Релаксационная диэлектрическая дисперсия

Диэлектрическая дисперсия, при которой относительная диэлектрическая проницаемость монотонно снижается с ростом частоты.

Резонансная диэлектрическая дисперсия

Диэлектрическая дисперсия, при которой в частотной характеристике относительной диэлектрической проницаемости имеются как участки понижения, так и участки повышения.

Поле Лорентца

Ндп. Локальное поле, внутреннее поле

Суммарное локальное электрическое поле, действующее на частицу в диэлектрике и обусловленное внешним полем и полем поляризованного диэлектрика.

Пробой

Ндп. Диэлектрический пробой

Явление образования в диэлектрике проводящего канала под действием электрического поля.

Неполный пробой

Пробой, при котором проводящий канал не достигает хотя бы одного из электродов.

Частичный разряд диэлектрика

Пробой газового или жидкого включения диэлектрика.

Тепловой пробой

Пробой, обусловленный нарушением теплового равновесия диэлектрика вследствие диэлектрических потерь.

Электрохимический пробой

Пробой, обусловленный химическими процессами, приводящими к изменениям в диэлектрике под действием электрического поля.

Электрический пробой

Пробой, обусловленный ударной ионизацией или разрывом связей между частицами диэлектрика непосредственно под действием электрического поля.

Ионизационный пробой

Пробой, обусловленный ионизационными процессами вследствие частичных разрядов диэлектрика.

Электромеханический пробой

Пробой, обусловленный повреждением диэлектрика механическими напряжениями, возникающими под действием электрического поля.

Поверхностный пробой

Ндп. Перекрытие

Пробой твердого диэлектрика по его поверхности в газе или в жидкости.

Трекинг диэлектрика

Связанное с образованием проводящих следов повреждение поверхности твердого диэлектрика поверхностным пробоем.

 Общие характеристики и параметры диэлектриков

Абсолютная диэлектрическая проницаемость

Величина, характеризующая диэлектрические свойства диэлектрика, скалярная для изотропного вещества, равная отношению модуля электрического смещения к модулю напряженности электрического поля, и тензорная для анизотропного вещества.

Комплексная абсолютная диэлектрическая проницаемость

Величина, равная отношению комплексной амплитуды электрического смещения к амплитуде напряженности воздействующего синусоидального электрического поля.

Примечание — Для анизотропных диэлектриков комплексная диэлектрическая проницаемость – тензор второго ранга, компоненты которого равны отношениям компонент электрического смещения к напряженности электрического поля.

Относительная диэлектрическая проницаемость

Отношение абсолютной диэлектрической проницаемости к электрической постоянной.

Комплексная относительная диэлектрическая проницаемость

Величина, равная отношению комплексной абсолютной диэлектрической проницаемости к электрической постоянной.

Примечание — Электрическая постоянная – по ГОСТ 19880-74

Начальная относительная диэлектрическая проницаемость

Относительная диэлектрическая проницаемость при амплитуде напряженности электрического поля, стремящейся к нулю.

Реверсивная относительная диэлектрическая проницаемость

Относительная диэлектрическая проницаемость в переменном электрическом поле при одновременном наложении постоянного или медленно меняющегося электрического поля.

Дифференциальная диэлектрическая проницаемость

Величина, равная производной электрического смещения по напряженности внешнего электрического поля.

Эффективная диэлектрическая проницаемость

Величина, равная отношению эффективных значений плотности тока к напряженности электрического поля, деленному на частоту этого поля.

Поляризуемость частицы диэлектрика

Величина, характеризующая способность частицы диэлектрика к электрической поляризации и равная отношению электрического момента частицы, индуцированного действующим на нее электрическим полем, к напряженности этого поля.

Частота диэлектрической дисперсии

Частота воздействующего на диэлектрик электрического поля, при которой абсолютное значение производной относительной диэлектрической проницаемости по частоте максимально.

Частота релаксационной диэлектрической дисперсии

Частота релаксационной диэлектрической дисперсии.

Частота резонансной диэлектрической дисперсии

Ндп. Частота диэлектрического резонанса

Частота резонансной диэлектрической дисперсии

Глубина диэлектрической дисперсии

Ндп. Сила осциллятора

Величина, равная разности значений относительной диэлектрической проницаемости на частотах, соответствующих началу и окончанию диэлектрической дисперсии.

Ширина диэлектрической дисперсии

Величина, равная разности частот, при которых коэффициент диэлектрических потерь равен половине своего максимального значения.

Фактор Лорентца

Величина, равная отношению составляющей напряженности поля Лорентца, обусловленной поляризацией диэлектрика, к его поляризованности.

Примечание — В анизотропных средах фактор Лорентца – тензор второго ранга, компоненты которого равны отношению компонент разности векторов напряженности поля Лорентца и напряженности внешнего поля к компонентам поляризованности

Ток утечки диэлектрика

Ток в диэлектрике, обусловленный приложением не изменяющегося во времени электрического напряжения.

Сквозной ток диэлектрика

Постоянная составляющая тока утечки диэлектрика.

Объемный сквозной ток диэлектрика

Сквозной ток через объем диэлектрика.

Поверхностный сквозной ток диэлектрика

Сквозной ток по поверхности твердого диэлектрика, соприкасающейся с газообразным или жидким диэлектриком.

Ток абсорбции диэлектрика

Ток, обусловленный перераспределением свободных зарядов в объеме диэлектрика.

Термостимулированный ток диэлектрика

Ндп. Ток термодеполяризации

Ток, генерируемый диэлектриком при его нагревании.

Фотостимулированный ток диэлектрика

Ндп. Ток фотодеполяризации

Ток, генерируемый диэлектриком при его освещении.

Объемная электрическая проводимость диэлектрика

Ндп. Объемная электропроводность

Электрическая проводимость диэлектрика, равная отношению объемного сквозного тока к приложенному напряжению.

Поверхностная электрическая проводимость диэлектрика

Ндп. Поверхностная электропроводность

Электрическая проводимость диэлектрика, равная отношению поверхностного сквозного тока к приложенному напряжению.

Объемное электрическое сопротивление диэлектрика

Величина, обратная объемной электрической проводимости диэлектрика.

Поверхностное электрическое сопротивление диэлектрика

Величина, обратная поверхностной электрической проводимости диэлектрика.

Удельное объемное сопротивление диэлектрика

Величина, равняя отношению модуля напряженности электрического поля к модулю плотности тока скалярная для изотропного вещества и тензорная для анизотропного вещества.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление диэлектрика

Поверхностное сопротивление плоского участка поверхности твердого диэлектрика в форме квадрата при протекании электрического тока между двумя противоположными сторонами этого квадрата.

Диэлектрические потери

Мощность, выделяющаяся в диэлектрике при воздействии на него электрического поля.

Диэлектрические потери на электропроводность

Часть диэлектрических потерь, обусловленная сквозным током диэлектрика.

Ионизационные диэлектрические потери

Часть диэлектрических потерь, обусловленная ионизацией диэлектрика в электрическом поле.

Релаксационные диэлектрические потери

Часть диэлектрических потерь, обусловленная релаксационной диэлектрической дисперсией.

Резонансные диэлектрические потери

Часть диэлектрических потерь, обусловленная резонансной диэлектрической дисперсией.

Гистерезисные диэлектрические потери

Часть диэлектрических потерь, обусловленная переориентацией доменов диэлектрика.

Удельные диэлектрические потери

Диэлектрические потери, приходящиеся на единицу объема диэлектрика.

Угол диэлектрических потерь

Угол между векторами плотностей переменного тока проводимости и тока смещения диэлектрика на комплексной плоскости.

Тангенс угла диэлектрических потерь

Тангенс угла диэлектрических потерь.

Коэффициент диэлектрических потерь

Величина, равная произведению относительной диэлектрической проницаемости на тангенс угла диэлектрических потерь.

Пробивное напряжение диэлектрика

Минимальное, приложенное к диэлектрику электрическое напряжение, приводящее к его пробою.

Статическое пробивное напряжение диэлектрика

Пробивное напряжение при медленном увеличении приложенного к диэлектрику напряжения.

Импульсное пробивное напряжение диэлектрика

Пробивное напряжение при воздействии на диэлектрик импульсов электрического напряжения.

Коэффициент запаса электрической прочности диэлектрика

Величина, равная отношению пробивного напряжения диэлектрика к номинальному значению электрического напряжения.

Электрическая прочность диэлектрика

Ндп. Пробивная напряженность

Минимальная напряженность однородного электрического поля, приводящая к пробою диэлектрика.

Поверхностное пробивное напряжение диэлектрика

Ндп. Напряжение перекрытия

Пробивное напряжение диэлектрика, при котором происходит его поверхностный пробой.

Коэффициент импульса пробивного напряжения диэлектрика

Отношение импульсного пробивного напряжения диэлектрика к его статическому пробивному напряжению.

Диаграмма Коул-Коула

Графическое изображение зависимости мнимой составляющей комплексной относительной диэлектрической проницаемости от действительной при различных частотах.

Кривая ионизации диэлектрика

Графическое изображение зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от напряжения, приложенного к диэлектрику, при постепенном возрастании этого напряжения.

 Характеристики диэлектрика по отношению к внешним воздействиям

Нагревостойкость диэлектрика

Ндп. Теплостойкость, температуростойкость, термостойкость, термическая устойчивость, термостабильность

Способность диэлектрика выдерживать воздействие повышенной температуры в течение времени, сравнимого со сроком нормальной эксплуатации, без недопустимого ухудшения его свойств.

Примечание — В зависимости от значений допустимых в эксплуатации температур, диэлектрики различают по классам нагревостойкости.

Стойкость к термоударам

Ндп. Стойкость к тепловым ударам, термостойкость, динамическая нагревостойкость

Способность диэлектрика выдерживать резкие смены температуры без недопустимого ухудшения его свойств.

Холодостойкость диэлектрика

Ндп. Морозостойкость, хладостойкость

Способность диэлектрика выдерживать воздействие низких температур без недопустимого ухудшения его свойств.

Дугостойкость диэлектрика

Способность диэлектрика выдерживать воздействие электрической дуги без недопустимого ухудшения его свойств.

Химостойкость диэлектрика

Способность диэлектрика выдерживать воздействие химически активных веществ без недопустимого ухудшения его свойств.

Радиационная стойкость диэлектрика

Ндп. Радиационная устойчивость

Способность диэлектрика выдерживать воздействие ионизирующего излучения без недопустимого ухудшения его свойств.

Короностойкость диэлектрика

Ндп. Короноустойчивость

Способность диэлектрика выдерживать воздействие коронного разряда без недопустимого ухудшения его свойств.

Трекингостойкость диэлектрика

Способность диэлектрика выдерживать воздействие поверхностных пробоев без трекинга.

Влагостойкость диэлектрика

Способность диэлектрика выдерживать воздействие атмосферы, близкой к состоянию насыщения водяным паром, без недопустимого ухудшения его свойств.

Водостойкость диэлектрика

Ндп. Водоустойчивость

Способность диэлектрика выдерживать воздействие водной среды без недопустимого ухудшения его свойств.

Водопоглощение диэлектрика

Ндп. Водопоглощаемость, влагопоглощение, влагопоглощаемость

Количество воды, поглощаемое диэлектриком в водной среде.

Тропикостойкость диэлектрика

Ндп. Тропикоустойчивость

Способность диэлектрика выдерживать воздействие тропического климата без недопустимого ухудшения его свойств.

Плесенестойкость диэлектрика

Ндп. Грибостойкостъ, грибоустойчивость

Способность диэлектрика выдерживать воздействие грибковой плесени без недопустимого ухудшения его свойств.

Влагопоглощение диэлектрика

Ндп. Влагопоглощаемость

Количество влаги, поглощаемое диэлектриком в атмосфере заданной влажности.

Старение диэлектрика

Ндп. Остаривание

Необратимое ухудшение свойств диэлектрика со временем.

Нормализация диэлектрика

Процесс выдержки диэлектрика в нормальных условиях с целью стабилизации его свойств.

Кондиционирование диэлектрика

Процесс выдержки диэлектрика в определенных условиях, отличных от нормальных, с целью стабилизации его свойств.

 Виды, характеристики и параметры сегнетоэлектрика

Сегнетоэлектрик

Ндп. Ферроэлектрик

Диэлектрик, обладающий спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено внешними воздействиями.

Ионный сегнетоэлектрик

Ндп. Сегнетоэлектрик типа смещения

Сегнетоэлектрик, спонтанная поляризация которого является следствием смещения ионов кристаллической решетки из положений равновесия, в которых дипольный момент равен нулю.

Дипольный сегнетоэлектрик

Ндп. Полярный сегнетоэлектрик

Сегнетоэлектрик, спонтанная поляризация которого является следствием упорядочения в ориентации электрических диполей.

Несобственный сегнетоэлектрик

Ндп. Сегнетоэластик, ферроэластик

Сегнетоэлектрик, спонтанная поляризация которого не является следствием коллективного взаимодействия диполей.

Сегнетоэластик

Ндп. Ферроэластик

Диэлектрик, в котором самопроизвольно возникает деформация, знак которой может быть изменен внешними воздействиями.

Антисегнетоэлектрик

Диэлектрик, самопроизвольно переходящий при определенной температуре в такое состояние с упорядоченным распределением диполей, что спонтанная поляризованность остается равной нулю.

Примечание — Различают ионные, дипольные и несобственные антисегнетоэлектрики

Сегнетомагнетик

Диэлектрик, обладающий сочетанием упорядоченных электрической и магнитной дипольных структур.

Сегнетоэлектрический материал

Материал, предназначенный для использования его сегнетоэлектрических свойств.

Примечания:

1. В зависимости от структуры материала различают сегнетоэлектрические монокристаллы, сегнетокерамику, сегнетоситаллы
2. В зависимости от значения коэрцитивной силы сегнетоэлектрика различают сегнетомягкие и сегнетотвердые материалы

Сегнетоэлектрический фазовый переход

Обратимый фазовый переход из параэлектрического в сегнето- или антисегнетоэлектрическое состояние.

Сегнетоэлектрический фазовый переход типа смещения

Сегнетоэлектрический фазовый переход, сопровождающийся смещением ионов из положений равновесия.

Сегнетоэлектрический фазовый переход типа порядок-беспорядок

Сегнетоэлектрический фазовый переход, сопровождающийся упорядочением диполей.

Сегнетоэлектрическая точка Кюри

Ндп. Температура Кюри-Вейсса

Температура сегнетоэлектрического фазового перехода.

Диэлектрический гистерезис

Неоднозначная зависимость поляризованности диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля при изменении последнего.

Петля диэлектрического гистерезиса

Ндп. Цикл диэлектрического гистерезиса

Замкнутая кривая, выражающая зависимость поляризованности или электрического смещения диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля при его периодическом изменении.

Поляризованность насыщения сегнетоэлектрика

Ндп. Поляризация насыщения

Наибольшее значение поляризованности сегнетоэлектрика, соответствующее началу участка насыщения.

Примечание — Участок насыщения – часть петли диэлектрического гистерезиса, где две ее ветви сходятся вместе

Коэффициент прямоугольности петли гистерезиса сегнетоэлектрика

Отношение остаточной поляризованности к поляризованности насыщения сегнетоэлектрика.

Сегнетоэлектрический домен

Область в сегнето- или антисегнетоэлектрике, имеющая пространственно-однородное упорядочение дипольных моментов элементарных кристаллических ячеек.

Коэрцитивная сила сегнетоэлектрика

Ндп. Коэрцитивное поле

Напряженность электрического или магнитного поля, или механическое напряжение, необходимая(ое) для переориентации сегнетоэлектрических доменов.

Сегнетоэлектрическое старение

Самопроизвольное изменение свойств сегнетоэлектриков во времени, обратимое внешними воздействиями.

Примечание — Внешними воздействиями могут быть: температура выше сегнетоэлектрической точки Кюри, переменное электрическое поле, механическое напряжение и т. д.

 Характеристика и параметры нелинейного диэлектрика

Нелинейный диэлектрик

Диэлектрик, поляризованность которого нелинейно зависит от напряженности электрического поля.

Нелинейность диэлектрика

Изменение относительной диэлектрической проницаемости нелинейного диэлектрика при изменении напряженности электрического поля.

Эффективная нелинейность диэлектрика

Нелинейность диэлектрика, характеризующаяся изменением его эффективной диэлектрической проницаемости в зависимости от амплитуды напряженности электрического поля.

Коэффициент нелинейности диэлектрика

Отношение максимального к минимальному значению относительной диэлектрической проницаемости нелинейного диэлектрика в зависимости от напряженности электрического поля.

Коэффициент качества нелинейного диэлектрика

Отношение коэффициента нелинейности диэлектрика к среднему значению коэффициента диэлектрических потерь за период изменения напряженности электрического поля.

Параэлектрик

Нелинейный диэлектрик, не обладающий спонтанной поляризацией, относительная диэлектрическая проницаемость которого уменьшается с ростом температуры.

Реверсивная нелинейность диэлектрика

Нелинейность диэлектрика, характеризующаяся изменением его реверсивной относительной диэлектрической проницаемости в зависимости от постоянного или медленно меняющегося электрического поля.

Динамическая нелинейность диэлектрика

Нелинейность диэлектрика, характеризующаяся изменением его дифференциальной диэлектрической проницаемости в зависимости от мгновенной напряженности переменного электрического поля.

 Характеристики и параметры пьезоэлектриков

Пьезоэлектрик

Диэлектрик, обладающий пьезоэлектрическим эффектом.

Примечание — Пьезоэлектрический эффект – явление поляризации диэлектрика под воздействием механических напряжений (прямой пьезоэффект), или явление деформации диэлектрика под воздействием электрического поля, линейно зависящей от напряженности этого поля (обратный пьезоэффект).

Пьезоэлектрический материал

Материал, предназначенный для использования его пьезоэлектрических свойств.

Примечание — Различают пьезокерамику, пьезокварц и другие пьезоэлектрические кристаллы.

 Характеристики и параметры пироэлектрических и электрооптических материалов

Пироэлектрик

Диэлектрик, обладающий пироэлектрическим эффектом.

Примечание — Пироэлектрический эффект – явление возникновения электрических зарядов на поверхности диэлектрика при изменении его температуры

Пироэлектрический материал

Материал, предназначенный для использования его пироэлектрических свойств.

Пирокоэффициент

Отношение изменения поляризованности диэлектрика к вызвавшему это изменение интервалу температуры.

Электрооптический материал

Материал, предназначенный для использования электрооптического эффекта.

Примечание — Электрооптический эффект – явление изменения комплексной диэлектрической проницаемости в оптическом диапазоне под действием электрического поля

 Виды, характеристики и параметры электрета

Электрет

Диэлектрик, длительно создающий в окружающем пространстве электростатическое поле за счет предварительной электризации или поляризации.

Моноэлектрет

Электрет, имеющий во всем объеме заряд одного знака.

Механоэлектрет

Ндп. Трибоэлектрет

Электрет, получаемый под действием механических напряжений.

Радиоэлектрет

Ндп. Псевдоэлектрет

Электрет, получаемый под действием на диэлектрик ускоренных заряженных частиц или ионизирующего излучения.

Термоэлектрет

Электрет, получаемый воздействием на диэлектрик в нагретом состоянии электрического поля с последующим охлаждением в этом поле.

Электроэлектрет

Электрет, получаемый воздействием на диэлектрик электрического поля без нагрева.

Трибоэлектрет

Ндп. Механоэлектрет

Электрет, получаемый при трении или контактировании образца диэлектрика с другим телом.

Фотоэлектрет

Электрет, получаемый одновременным воздействием на диэлектрик электромагнитного излучения и электрического поля.

Гомозаряд электрета

Заряд электрета, знак которого совпадает со знаком заряда формирующего напряжения на прилегающем электроде.

Гетерозаряд электрета

Заряд электрета, знак которого противоположен знаку заряда формирующего напряжения на прилегающем электроде.

Стабилизированный заряд электрета

Установившееся после изготовления значение заряда электрета.

Время стабилизации электрета

Интервал времени, в течение которого устанавливается стабилизированный заряд электрета.

Время жизни электрета

Интервал времени, в течение которого значение стабилизированного заряда уменьшается в е раз.

Примечание — е – основание натуральных логарифмов

Электретный материал

Материал, предназначенный для использования его электретных свойств.

 Литература

1. ГОСТ 21515-76 Материалы диэлектрические. Термины и определения
2. ГОСТ Р 52002-2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий