Диэлектрики, применяемые для изготовления диэлектрических материалов и последующего применения в радиоэлектронной аппаратуре можно классифицировать по разнообразным признакам. Вариант классификации диэлектриков приведён на рисунке 1.
Рисунок 1 – Классификация диэлектриков
Примерами диэлектриков, находящихся в газообразном агрегатном состоянии являются не ионизированные газы: воздух, азот, водород, фреон и т.д. Жидкие диэлектрики представляют собой нефтяные (минеральные) и синтетические масла, кремнийорганические и фторорганические жидкости, хлорированные углеводороды и др. Диэлектрики в твёрдом агрегатном состоянии – керамика, пластмассы, стекло, резина, слюда, смола и др.
По выполняемым функциям диэлектрики классифицируют на пассивные диэлектрики и активные диэлектрики. Из пассивных диэлектриков изготавливают электроизоляционные материалы, которые выполняют функцию электрической изоляции т.е. части электротехнического устройства, электрически разделяющей его узлы и (или) детали, и конденсаторные материалы, которые применяют для создания требуемой электрической ёмкости в конденсаторах.
Активными диэлектриками называют диэлектрики, способные генерировать, преобразовывать или усиливать электрические сигналы в электрической цепи. Среди активных диэлектриков в ГОСТ 21515-76 (Материалы диэлектрические. Термины и определения) отмечены виды диэлектриков, которые рассмотрены ниже. Кроме того, в ГОСТ указаны недопустимые к применению термины-синонимы, обозначенные сокращением Ндп. Здесь они указаны в круглых скобках после сокращения ндп.
1. Сегнетоэлектрик (ндп. ферроэлектрик) – это диэлектрик, обладающий спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено внешними воздействиями. Сегнетоэлектрики представляют собой кристаллы, в которых спонтанная поляризация возникает при температурах меньших точки Кюри и зависит (изменяется) от электрического поля, давления, температуры и других внешних воздействий.
Несобственный сегнетоэлектрик (ндп. сегнетоэластик, ферроэластик) – это диэлектрик спонтанная поляризация которого не является следствием коллективного взаимодействия диполей, т.е. спонтанная поляризация возникает как вторичный эффект, а параметром порядка является величина другой физической природы.
Если спонтанная поляризация является следствием смещения ионов кристаллической решётки из положений равновесия, в которых дипольный момент равен нулю, то такие сегнетоэлектрики называют ионными сегнето-электриками (ндп. сегнетоэлектрик типа смещения). Соответственно, сегнетоэлектрик, спонтанная поляризация которого является следствием упорядочения в ориентации электрических диполей называется дипольным сегнетоэлектриком (ндп. полярный сегнетоэлектрик, сегнетоэлектрик типа порядок-беспорядок).
Кроме того, как отдельные виды сегнетоэлектриков выделяют:
- сегнетоэластик (ндп. ферроэластик) – диэлектрик, в котором само-произвольно возникает деформация, знак которой может быть изменён внешними воздействиями;
- сегнетомагнетик – диэлектрик, обладающий сочетанием упорядоченных электрической и магнитной дипольных структур;
- сегнетоэлектрик-полупроводник – диэлектрик, обладающий сочета-нием упорядоченных электрической и полупроводниковой дипольных структур.
2. Антисегнетоэлектрик – активный диэлектрик, самопроизвольно переходящий при определённой температуре в такое состояние с упорядоченным распределением диполей, что спонтанная поляризованность остаётся равной нулю. В группе антисегнетоэлектриков различают ионные, дипольные и несобственные антисегнетоэлектрики.
3. Нелинейный диэлектрик – диэлектрик, поляризованность которого нелинейно зависит от напряжённости электрического поля. При этом, нелинейность диэлектрика состоит в изменение относительной диэлектрической проницаемости нелинейного диэлектрика при изменении напряжённости электрического поля. Отдельным видом нелинейных диэлектриков является параэлектрик – это нелинейный диэлектрик, не обладающий спонтанной поляризацией, относительная диэлектрическая проницаемость которого уменьшается с ростом температуры.
4. Пьезоэлектрик – широко известный вид активных диэлектриков, обладающих пьезоэлектрическим эффектом, т.е. способностью поляризоваться под воздействием механических напряжений (прямой пьезоэффект), или деформироваться под воздействием электрического поля (обратный пьезоэффект).
5. Пироэлектрик – диэлектрик, обладающий пироэлектрическим эффектом, который представляет собой явление возникновения электрических зарядов на поверхности диэлектрика при изменении его температуры. Для оценки способности пироэлектрика формировать электрический заряд на своей поверхности используют пирокоэффициент – отношение изменения поляризованности диэлектрика к вызвавшему это изменение интервалу температуры.
Пироэлектрики применяются для изготовления пироэлектрических материалов, непосредственно предназначенных для использования пироэлектрических свойств диэлектрика и электрооптических материалов. Вторые предназначены для использования электрооптического эффекта в пироэлектриках, который представляет собой явление изменения комплексной диэлектрической проницаемости в оптическом диапазоне под действием электрического поля.
6. Электрет – диэлектрик, длительно создающий в окружающем пространстве электростатическое поле за счёт предварительной электризации или поляризации. Если электрет во всём объёме имеет заряд одного знака, то он называется моноэлектрет. В зависимости от внешних факторов, воздействующих на диэлектрик и приводящих к получению электрета существуют следующие виды электретов:
- механоэлектреты (ндп. трибоэлектреты) – получаемые под действием механических напряжений;
- радиоэлектреты (ндп. псевдоэлектреты) – получаемые под действием на диэлектрик ускоренных заряженных частиц или ионизирующего излучения;
- термоэлектрет – получаемый воздействием на диэлектрик в нагретом состоянии электрического поля с последующим охлаждением в этом поле;
- электроэлектрет – получаемый воздействием на диэлектрик электрического поля без нагрева;
- трибоэлектрет (ндп. механоэлектрет) – получаемый при трении или контакте диэлектрика с другим телом;
- фотоэлектрет – получаемый одновременным воздействием на диэлек-трик электромагнитного излучения и электрического поля.