所謂介電性，就是將材料放在一個外加電場中，其內部的自由電荷因受 電場的作用（負電荷向正極端移動，正電荷向負極端移動）而產生極化的現 象。極化現象的發生會對材料的介電特性產生影響，進而介電常數、品質因 子、頻率溫度係數都會有所改變。
極化現象跟頻率具有密不可分的關係，依照頻率高低可分為四種不同的 極化機制，如圖4-1 所示：
4-1 材料的四個極化機制圖
偶 極 矩 是 一 個 很 重 要 的 數 值 即 每 一 單 位 容 積 下 的 偶 極 能 率(dipole momemt)。當正、負電荷的中心不相疊時，則產生偶極能率於材料的內部，
假定有一庫倫的一個電荷-Q，位於 1 公分的材料右端，另一庫倫的正電荷，
處在材料的左端。當一電場(electric field)導入右方時，材料即產生能率 (moment) 或稱扭矩 (torque)，且其值為μ= Q d= 1.00 coul cm。因此，高分子 的材料，由於電子、離子或分子帶電荷而產生雙極能率。又如在圖 4-2 中 H 原子和F 原子由於電子雲包圍了 F 原子而游離了 H 原子成為質子，結果正電 荷和負電荷的中心不一致而導致電的偶極增加，所以在分子內產生偶極能 率。雖然每一個雙極的能率並不大，但整個材料的總合則變為可觀的現象。
所以，介電常數 (dielectric constant)則用來表示材料分級的程度或者是絕緣的 程度。
圖 4-2 HF 分子的雙極
1.空間電荷極化（Space Charge Polarization , PS）：
由於可移動的電荷或非出自一電極的電荷，受到界面的阻擾，或被 拘留在材料中造成的。故又稱為界面分極（Interfacial Polarization），發 生頻率範圍約在無線電波區(10-3~10-2Hz)。
2.電偶極極化（Dipole Polarization , Pd）：
此種極化現象又稱為方向極化（Orientation Polarization）。原子或 錯離子中常常存在著不平衡的電荷分布，當受到外加電場作用時，這些 電荷（電偶極）會隨電場方向平行排列，造成所謂的方向極化。頻率範 圍約在無線電波區(103~108Hz)。
3.離子極化（Ionic Polarization , Pi）：
亦稱為原子極化（Atomic Polarization）。陽離子和陰離子產生相對 位移所引起，發生頻率範圍約在紅外光區（109~1013Hz）。
4.電子極化（Electronic Polarization , Pe）：
原子內的電子雲因外加電場而偏向某一方向，此為所有材料均會發 生的現象，發生頻率約在紫外光範圍（1014~1016Hz）。
材料的總極化率為上述四種極化機制的總合。當頻率增加至微波範圍 時，空間電荷和電偶極兩種極化機制無法隨電場反應，跟不上頻率的變化而 消失。此時離子極化及電子極化為主要機制，亦為決定材料介電特性的主要 機構。
圖 4-3 顯示在頻率變化之下所存在的四種極化機制，在較低頻的時候，
材料的雙極能率和空間電荷的機制都可存在，但是當頻率增加到了一定的程 度時，因為雙極能率和空間電荷都跟不上頻率，就只剩下了原子和電子的極 化存在，所以，一般的材料在頻率增加時，其介電常數也會呈現下降的趨勢。
圖4-3 極化機制與頻率之間的關係圖
介電常數的大小與材料的極化大小有關，且極化越大，介電常數也越大。
所以在微波介電材料中，離子極化的能力決定介電常數的大小。考慮一個含 有兩片面積為A，距離為 D 的金屬平板構成的電容器，此電容器在真空中具 有一電容值Cvac：
⎟ ⎠
一些熱固型的塑膠都屬於極性的聚合物 (polar polymer)都極易產生極化而具 有較高的介電常數。然而低介電常數高分子材料，在很高的電場之下，會發生介電破壞 (dielectric break down)。一般的高分子材料需要在電場高達 1000 MW/m 以上的介電強 度 (dielectric strength)，才會發生這種破壞現象。
當這種離子化的能量不被周圍分散的話，材料本身的溫度會增加，可能會引 起熱破壞。此時介電破壞就會在比較低的電場下就發生。
而以上是根據在直流下所做的結論。材料若是處於交流的情況下，介電行為 就變成動態的現象。
εr* = εr’-iεr’’
εr*: 複數比介電常數 εr’: 動態比介電常數 εr’’: 動態損耗比介電常數 而 tan σ = εr’’/ εr’
tan σ 為介電常數的損耗切線 (loss tangent)或損耗角 (loss angle)，或稱為散逸 因素 (dissipation factor)。
高分子的交流介電性質，常以介電常數(εr’)，和損耗切線 (εr’’/ εr’)對頻率 或者對溫度做圖來表示。頻率可以使用低的頻率到高的頻率。而溫度則可以 從低溫至高溫。之前有先介紹過的PP 及 PE，它們是屬於非極性的聚合物，
它們的tan σ 值極小，所以很適合應用於高頻之下；相反的，極性的聚合物就 比較適合應用於低頻上。
圖4-4 則是以 C=O 為例子，其 dipole moment 受到電場之後的影響。
圖 4-4 以 C=O 為例子，其 Dipole moment 受電場之影響
4-2 αβγ 的鬆弛現象(relaxation)
[89]要研究高分子的介電行為，就必須要知道α 、β、 γ-relaxation。由圖 4-5 可以看出，高分子的介電損失，以溫度為座標來做圖的話，大部分的高分子 都會出現了三種鬆弛的現象，由低溫至高溫，依序是γ，β，α -relaxation。
γ-relaxation：在現在的一般文獻上並沒有很令人滿意的解釋。
β-relaxation： 1.C-C 鍵的轉動。
2.部分的高分子鏈的運動。
3.環狀的構造。
α -relaxation：1.Tg 點的影響。
圖 4-5 高分子的介電損失與溫度之間的關係