Ионная поляризация

Ионная поляризация наблюдается в веществах с ионной химической связью и проявляется в смещении друг относительно друга разноименно заряженных ионов. Как указывалось, время установления ионной поляризации весьма мало, всего на 2—3 порядка больше электронной поляризации. Соотношение для веществ с ионной поляризацией не соблюдается. Например, для каменной соли ν = 1,54; ν² = 2,22 и ε = 4,8; для рутила TiO₂: v = 2,7, ν² = 7,3, ε = 114.

Зависимость ε от температуры у твердых ионных линейных диэлектриков с ростом температуры может быть различной. У большинства ионных диэлектриков с ростом температуры ε увеличивается, так как при этом уменьшается коэффициент упругой связи между ионами и расстояние между ними увеличивается при тепловом расширении материала. Если обозначим через k_упр—коэффициент упругой связи, а через Δх смещение ионов, то в состоянии равновесия qE= k_упр • Δх, а элементарный электрический момент пары, состоящей из двух разноименно заряженных ионов Р_и = qΔх =q²E/k_упр и

α_и = q²/k_упр (9)

Тогда поляризованность единицы объема Р_и будет равна сумме всех элементарных моментов. ε увеличивается с ростом температуры для неорганических стекол различного состава, для электротехнического фарфора, содержащего большое количество стекловидной фазы. Но у некоторых веществ с большим внутренним полем электронная поляризация преобладает над ионной, как например у рутила TiO₂ и перовскит CaTiO₃, и ε с ростом температуры уменьшается.

Если диэлектрик характеризуется не только электронной, но и ионной поляризацией, то общая поляризуемость (деформационная) будет равна сумме электронной и ионной поляризуемости α = α_э + α_и. Наличие второго слагаемого приводит к тому, что α ионных диэлектриков больше, чем у неполярных веществ. Более высокие значения ε наблюдается у ионных диэлектриков, содержащих многовалентные ноны, например Тi⁺⁺⁺⁺, Рb⁺⁺, O^--. В таких веществах ионы слабо связаны друг с другом и несут большие электрические заряды, что обусловливает большую ионную поляризуемость.