Dielectricos

Ejemplo de aplicación: Propiedades dieléctricas de los materiales cerámicos
Condensador con aire entre placas

Polarización del material dieléctrico
Dipolo eléctrico

C=

Q V

Condensadorcon un material dieléctrico

V

V Momento dipolar eléctrico:

C = ε0

A d
P = ε 0 E (κ − 1)

C =ε

A A = κε 0 d d

µ = q⋅r

(C ⋅ m)

Polarización del material dieléctrico (C/m2):Si N dipolos por unidad de volumen, la polarización:

La razón por la que la capacidad aumenta es que el campo eléctrico E (=V/d) polariza el dieléctrico y produce un aumento de la densidad de cargaigual a la polarización P (=Q/A). 1

P = N ⋅µ

(C / m 2 )
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Mecanismos de polarización

Ej: H2O, buen dieléctrico (κ=80) (polarización por orientación)

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Constantes dieléctricasde algunos materiales
• •

¿Por qué el BaTiO3 tiene una κ tan alta? Introducción a las perovskitas
Materiales con composición química: ABX3 Ejemplos: CaTiO3, BaTiO3, PbTiO3, PbZrO3: muyinteresantes tecnológicamente por sus propiedades dieléctricas, pyroeléctricas y piezoeléctricas La estructura de estos compuestos a alta temperatura es:
Red: CÚBICA PRIMITIVA Base: Ba2+: (½, ½, ½); Ti4+(0,0,0); O2-: (½, 0, 0); (0, ½, 0), (0, 0, ½);

•

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6

Ejemplo de aplicación: Perovskitas
• Los cationes más pequeños (Ti4+) ocupan sitios octaédricos [6], mientras que los otros cationes(Ba2+) ocupan huecos dodecaédricos [12].
[6]

Ejemplo de aplicación: Perovskitas
• De los cationes en posiciones octaédricas obtenemos que: • De los cationes en posiciones dodecaédricas obtenemos que:[12]

•

Combinando ambas ecuaciones:

r[12 ] + rO = 2 (r[ 6 ] + rO )

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Es muy raro que esta ecuación se cumpla exactamente, con lo que los cationes suelen tener bastante sitio paramoverse.

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Transformaciones de fase del BaTiO3
Ejemplo: BaTiO3 • A elevada T, la fase estable es la cúbica y las posiciones de los iones positivos y negativos es simétrica. • Sin embargo, a...