第九章電介質(zhì)材料演示文稿

第九章

電介質(zhì)材料Dielectricmaterial1現(xiàn)在是1頁\一共有50頁\編輯于星期四電介質(zhì)基本物理性能（重點(diǎn)）

一、簡介

二、電介質(zhì)分類

三、極化類型

四、電介質(zhì)的物理性質(zhì)2現(xiàn)在是2頁\一共有50頁\編輯于星期四一、簡介電介質(zhì)材料定義：在電場作用下，能建立極化的一切物質(zhì)。一類在電場中以感應(yīng)而并非傳導(dǎo)的方式呈現(xiàn)其電學(xué)性能的物質(zhì)。

電介質(zhì)的主要性能：

介電常數(shù)、介電損耗因子、介電強(qiáng)度。3現(xiàn)在是3頁\一共有50頁\編輯于星期四一、簡介什么是極化？在電場作用下，電介質(zhì)中束縛著的電荷發(fā)生位移或者極性按電場方向轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象靜電感應(yīng)現(xiàn)象4現(xiàn)在是4頁\一共有50頁\編輯于星期四二、極化的微觀機(jī)制1電介質(zhì)－是由大量電中性的分子組成。緊束縛的正、負(fù)電荷在外電場中要發(fā)生變化。①無極分子（Nonpolarmolecule）在無外場作用下整個(gè)分子無電矩。例如，CO2H2N2O2He②有極分子（Polarmolecule）在無外場作用下存在固有電矩例如，H2OHclCOSO2

因無序排列對(duì)外不呈現(xiàn)電性。2電介質(zhì)的分子：5現(xiàn)在是5頁\一共有50頁\編輯于星期四二、極化的微觀機(jī)制（1）無極分子：正負(fù)電荷重心重合，感應(yīng)偶極矩位移極化例如，He、H2、N2、CO2

、CH4等。

-+（2）有極分子：正負(fù)電荷重心不重合，+-固有偶極矩-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-++-+-+-+-+-+-+-+-+-取向極化例如，H2O、NH3、CO、SO2、H2S、CH3OH等。6現(xiàn)在是6頁\一共有50頁\編輯于星期四三、極化的類型

電子位移極化、離子位移極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化、松弛極化、空間電荷極化等1、電子位移極化電場作用下，粒子中的電子云相對(duì)于原子核發(fā)生位移，而感生一個(gè)沿電場方向的感應(yīng)偶極矩。存在于一切介質(zhì)中。建立時(shí)間短，瞬時(shí)完成；具有彈性；溫度影響不大。7現(xiàn)在是7頁\一共有50頁\編輯于星期四2、離子位移極化無電場作用時(shí)，離子處在正常結(jié)點(diǎn)位置并對(duì)外保持電中性，

偶極矩矢量和為零；離子晶體在電場作用下離子間的鍵合被拉長。存在于具有

離子式結(jié)構(gòu)的固體無機(jī)化合物。屬彈性極化，幾乎沒有能量損耗；響應(yīng)時(shí)間也較短溫度升高，出現(xiàn)極化程度增強(qiáng)趨勢(shì)。8現(xiàn)在是8頁\一共有50頁\編輯于星期四3、偶極子轉(zhuǎn)向極化受到分子熱運(yùn)動(dòng)的無序化作用、電場的有序作用和分子間的相互作用，建立時(shí)間較長。非彈性的、隨溫度的升高而下降、響應(yīng)時(shí)間較長9現(xiàn)在是9頁\一共有50頁\編輯于星期四3、偶極子轉(zhuǎn)向極化10現(xiàn)在是10頁\一共有50頁\編輯于星期四4、松弛（弛豫）極化松弛質(zhì)點(diǎn)：材料中存在著弱聯(lián)系的電子、離子和偶極子。松弛極化：松弛質(zhì)點(diǎn)由于熱運(yùn)動(dòng)使之分布混亂，電場力使之按電場規(guī)律分布，在一定溫度下發(fā)生極化。離子松弛極化率與溫度成反比；熱運(yùn)動(dòng)越劇烈對(duì)弱離子規(guī)則運(yùn)動(dòng)阻礙越大。離子松弛極化率比電子位移極化率大一個(gè)數(shù)量級(jí)，可導(dǎo)致材料大的介電常數(shù)。比位移極化移動(dòng)較大距離，建立的時(shí)間較慢，約為10-2s；移動(dòng)時(shí)需克服一定的勢(shì)壘，需吸收一定的能量，是非可逆的過程；11現(xiàn)在是11頁\一共有50頁\編輯于星期四----++++----++++----++++外電場P12在電場作用下，在障礙處，自由電子積聚，原先混亂排布的正、負(fù)自由電荷分別向負(fù)、正極運(yùn)動(dòng)，使得正極積聚較多的負(fù)電荷，負(fù)極附近積聚較多的正電荷，從而出現(xiàn)電偶極矩，形成空間電荷極化，一般為高壓式極化。在不均勻介質(zhì)中，如介質(zhì)中存在晶界、相界、晶格畸變、雜質(zhì)、氣泡等缺陷區(qū)，都可成為自由電子運(yùn)動(dòng)的障礙；(5).空間電荷極化現(xiàn)在是12頁\一共有50頁\編輯于星期四

各種極化形式的比較極化形式極化的電介質(zhì)種類極化的頻率范圍與溫度的關(guān)系能量消耗電子位移極化一切陶瓷直流——光頻無關(guān)無離子位移極化離子結(jié)構(gòu)直流——紅外溫度升高極化增強(qiáng)很弱離子松弛極化離子不緊密的材料直流——超高頻隨溫度變化有極大值有電子位移松弛極化高價(jià)金屬氧化物直流——超高頻隨溫度變化有極大值有轉(zhuǎn)向極化有機(jī)直流——超高頻隨溫度變化有極大值有空間電荷極化結(jié)構(gòu)不均勻的材料直流——高頻隨溫度升高而減小有13現(xiàn)在是13頁\一共有50頁\編輯于星期四電介質(zhì)定義的解析：

電介質(zhì)是在電場中沒有穩(wěn)定傳導(dǎo)電流通過，而以感應(yīng)的方式對(duì)外場做出相應(yīng)擾動(dòng)的物質(zhì)的統(tǒng)稱。電介質(zhì)的特征是以正、負(fù)電荷重心不重合的電極化方式傳遞、存儲(chǔ)或記錄電的作用和影響，但其中起主要作用的是束縛電荷。物質(zhì)對(duì)電場的響應(yīng)分為：傳導(dǎo)（自由電荷的長程移動(dòng)）

感應(yīng)（束縛電荷的短程運(yùn)動(dòng)）14現(xiàn)在是14頁\一共有50頁\編輯于星期四電介質(zhì)=絕緣體?物質(zhì)對(duì)電場的兩種響應(yīng)方式：傳導(dǎo)和極化。傳導(dǎo)性：絕緣體、半導(dǎo)體與導(dǎo)體；極化特性：順鐵體、鐵電體、反鐵電體、壓電體、熱釋電體等電介質(zhì)。絕緣體肯定是電介質(zhì)，電介質(zhì)卻不僅僅包括絕緣體。半導(dǎo)體甚至金屬都有電介質(zhì)的特性，只是對(duì)外電場的響應(yīng)中傳導(dǎo)效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了極化效應(yīng)。15現(xiàn)在是15頁\一共有50頁\編輯于星期四四、電介質(zhì)的物理性質(zhì)電介質(zhì)材料的三個(gè)基本參數(shù)：介電常數(shù)、介電損耗、介電強(qiáng)度1.介電常數(shù)介電性：

將某一均勻的電介質(zhì)作為電容器的介質(zhì)而置于其兩極之間，由于電介質(zhì)的極化，可造成電容器的電容量比以真空為介質(zhì)時(shí)的電容量增加若干倍，電介質(zhì)的這一性質(zhì)稱為介電性。介電常數(shù)：用來表示材料介電性的大小的參數(shù)。16現(xiàn)在是16頁\一共有50頁\編輯于星期四極化能力的表征——介電常數(shù)

定義電容器充以電介質(zhì)時(shí)的電容量C與真空時(shí)的電容量C0的比值為該電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：

介電常數(shù)反映了介質(zhì)極化能力的大小，介電常數(shù)值越大，極化能力越強(qiáng)。

電容器介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容器存儲(chǔ)電荷的能力越強(qiáng)。17D：介質(zhì)中的電位移，僅與自由電荷的密度有關(guān)；E：介質(zhì)中的總電場強(qiáng)度，與自由電荷密度和介質(zhì)表面的束縛電荷密度都有關(guān)?，F(xiàn)在是17頁\一共有50頁\編輯于星期四極化能力的表征——介電常數(shù)電介質(zhì)提高電容量的原因：由于質(zhì)點(diǎn)的極化作用，結(jié)果在材料表面感應(yīng)了異性電荷，它們束縛住板上一部分電荷，抵消（中和）了這部分電荷的作用，在同一電壓下，增加了電容量。結(jié)果：材料越易極化，材料表面感應(yīng)異性電荷越多，束縛電荷也越多，電容量越大，相應(yīng)電容器的尺寸可減小。18現(xiàn)在是18頁\一共有50頁\編輯于星期四80.1水26.4乙醇4.27~4.34石英3.80玻璃1.00059空氣2.0~2.51.00000石蠟真空常用電介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)5.1~8.6酚醛樹脂2.6~2.93.6~4.14.552.112.26天然橡膠環(huán)氧樹脂聚氯乙烯聚四氟乙烯聚乙烯2000110鈦酸鋇

金紅石（TiO2）Pb(Mg1/3Nb2/3)O3

MgSiO3

云母10456.1巨介電常數(shù)材料—CaCu3Ti4O12：~10519現(xiàn)在是19頁\一共有50頁\編輯于星期四對(duì)于真空中的平板電容器，在其上加一個(gè)交變電壓，則電極上出現(xiàn)電荷（該電荷與外電壓同相）其電流為：與外電壓有相差90度，是一種非損耗性電流如果極板間加入材料是弱電性的，或極性的，或兩者均有，總之材料具有一定的電導(dǎo)，則在材料中必然會(huì)存在一個(gè)與導(dǎo)電性能有關(guān)的電流GU，這個(gè)電流與外電壓的頻率是沒有關(guān)系的。則電容器總的電流應(yīng)為兩部分之和，可表示為：20②復(fù)介電常數(shù)恒定靜電場作用下介質(zhì)電流與電壓相位相同，介電常數(shù)為一恒定值。現(xiàn)在是20頁\一共有50頁\編輯于星期四由于：另：電流密度可收可表示為：故可定義復(fù)介電常數(shù)：故電流密度為：損耗角定義為：U21②復(fù)介電常數(shù)現(xiàn)在是21頁\一共有50頁\編輯于星期四②復(fù)介電常數(shù)復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部反映介質(zhì)的儲(chǔ)存電荷的能力；復(fù)介電常數(shù)的虛部是由材料內(nèi)部的各種極化跟不上外高頻電場變化而引起的弛豫現(xiàn)象，代表著材料的損耗項(xiàng)。物理意義是單位體積介質(zhì)中當(dāng)單位場強(qiáng)變化一周時(shí)所消耗的能量，這些能量通常轉(zhuǎn)化成熱能而耗散掉。22現(xiàn)在是22頁\一共有50頁\編輯于星期四③多相系統(tǒng)電介質(zhì)材料的介電常數(shù)如果二相的介電常數(shù)相差不大，而且均勻分布時(shí)，其混合物的介電常數(shù)為：當(dāng)介電常數(shù)為的球形顆粒均勻地分散在介電常數(shù)為的基相中時(shí)，其混合物的介電常數(shù)為：23現(xiàn)在是23頁\一共有50頁\編輯于星期四④介電常數(shù)的溫度系數(shù)指隨溫度的變化，介電常數(shù)的相對(duì)變化率，即：各種極化的溫度系數(shù)：電子位移極化的溫度系數(shù)：具有不大的負(fù)溫度系數(shù)離子位移極化的溫度系數(shù)：具有正的溫度系數(shù)松弛極化的溫度系數(shù)：可能出現(xiàn)極大值24現(xiàn)在是24頁\一共有50頁\編輯于星期四當(dāng)一種材料由兩種介質(zhì)復(fù)合而成，且這兩種介質(zhì)的粒度都非常小，分布均勻時(shí)，該材料的溫度系數(shù)可由定義式微分得到，即：應(yīng)用：熱穩(wěn)定陶瓷電容器用一種TKε值為很小正值的晶體作為主晶體，加入另一種具有負(fù)TKε值的晶體。調(diào)節(jié)TKε到最小值。25現(xiàn)在是25頁\一共有50頁\編輯于星期四⑤介質(zhì)極化強(qiáng)度和極化率極化強(qiáng)度矢量，它等于單位體積內(nèi)感生偶極矩的矢量和：若介質(zhì)中的電場是均勻的，則有：單位為：C/m2若單位體積中有n0個(gè)極化粒子，各極化粒子偶極矩的平均值為，則有：對(duì)于線性極化，與電場強(qiáng)度成正比，有：：作用在極化粒子（原子、分子或離子）上的局域電場，稱為有效電場；：極化粒子的極化率，是表征微觀粒子極化性質(zhì)的微觀參數(shù)。

26現(xiàn)在是26頁\一共有50頁\編輯于星期四原子位置上的局部電場Eloc

（有效電場）

Eloc=E外+E1+E2+E3++++++++－－－－－－－+++－－－E外E1E2E3作用于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的內(nèi)電場周圍介質(zhì)的極化作用對(duì)作用于特定質(zhì)點(diǎn)上的電場貢獻(xiàn)。27對(duì)于氣體質(zhì)點(diǎn)，其質(zhì)點(diǎn)間的相互作用可以忽略，局部電場與外電場相同。對(duì)于固體介質(zhì)，周圍介質(zhì)的極化作用對(duì)作用于特定質(zhì)點(diǎn)上的局部電場有影響?，F(xiàn)在是27頁\一共有50頁\編輯于星期四⑥電介質(zhì)極化的宏觀參數(shù)和微觀參數(shù)的關(guān)系平板型電容器的極片面積為S，極片間距為d，均勻極化時(shí)，整個(gè)電介質(zhì)總的感應(yīng)偶極矩：S極化強(qiáng)度：28現(xiàn)在是28頁\一共有50頁\編輯于星期四影響介電常數(shù)的微觀因素：

提高單位體積內(nèi)的極化粒子數(shù)n0；選取極化率α

大的粒子組成電介質(zhì)；增強(qiáng)作用于極化粒子上的有效電場Ee。對(duì)于氣體、非極性電介質(zhì)及結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱或完全無序的介質(zhì)，有效電場與外電場的關(guān)系為：在離子晶體中，Ee與離子種類、晶體結(jié)構(gòu)等有關(guān)。29現(xiàn)在是29頁\一共有50頁\編輯于星期四影響介電常數(shù)的宏觀因素：宏觀量：溫度T

頻率f微觀量：單位體積內(nèi)的極化粒子數(shù)n0極化率α

有效電場Ee確認(rèn)宏觀因素與微觀參數(shù)的關(guān)系：溫度、頻率分別與n0和α的關(guān)系。Ee：氣體、非極性介質(zhì)、高度對(duì)稱和完全無序介質(zhì)與外電場有關(guān)；在離子晶體中，與離子種類、晶體結(jié)構(gòu)等有關(guān)。30現(xiàn)在是30頁\一共有50頁\編輯于星期四介電常數(shù)與頻率的關(guān)系電子位移極化離子位移極化松弛極化空間電荷極化頻率f極化率

31現(xiàn)在是31頁\一共有50頁\編輯于星期四介電常數(shù)與溫度的關(guān)系考察介電常數(shù)隨溫度的變化關(guān)系，只需研究n0、極化率、和Ee隨溫度的變化關(guān)系。n0：

極化率：

電子位移極化率：溫度升高，密度降低，略微下降；

離子位移極化：T升高，離子間距膨脹，極化率增加；

自發(fā)極化：與相變和晶體結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。

偶極子取向極化、離子松弛極化：溫度升高，抗取向性增強(qiáng)，極化率下降；溫度升高，由于熱膨脹，單位體積內(nèi)的粒子數(shù)減少；32現(xiàn)在是32頁\一共有50頁\編輯于星期四

電介質(zhì)的介質(zhì)損耗

電子位移極化和離子位移極化建立的時(shí)間極短，可以與可見光的周期相比擬，在遠(yuǎn)低于光頻的無線電頻率范圍，這兩種極化可以看成是即時(shí)的，稱為瞬時(shí)極化。偶極子取向極化、離子松弛極化、空間電荷極化和自發(fā)極化建立的時(shí)間較長，稱為緩慢極化，也稱弛豫極化。

在靜電場下測(cè)得的介電常數(shù)稱為靜態(tài)介電常數(shù)（εs）。+瞬時(shí)極化與交變電場完全同步，其極化強(qiáng)度與電場間沒有相位差。+緩慢極化需要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到相應(yīng)電場下的最大極化值；緩慢極化強(qiáng)度與電場之間存在相位差。33現(xiàn)在是33頁\一共有50頁\編輯于星期四

隨著交變電場頻率的不同，介質(zhì)的極化響應(yīng)分3種情況：

頻率很低：各種極化的建立跟得上電場的變化，介質(zhì)的極化響應(yīng)同靜電場情形；

頻率極高：弛豫極化完全來不及建立，不必考慮；瞬時(shí)極化仍同靜電場情形；

介于中間：出現(xiàn)極化損耗，介電常數(shù)隨電場頻率變化。34現(xiàn)在是34頁\一共有50頁\編輯于星期四余弦交變電場：介質(zhì)的位移電流密度：電場頻率很低時(shí)：極化跟得上電場的變化，電位移D（）與電場E之間沒有相位差：單位時(shí)間內(nèi)單位體積消耗的能量：交變電場頻率很低時(shí)，介質(zhì)中沒有極化損耗。1）極化損耗35

電介質(zhì)的介質(zhì)損耗現(xiàn)在是35頁\一共有50頁\編輯于星期四電場頻率較高時(shí)：余弦交變電場：某些類型的極化不能完全跟上電場的變化，電位移D（）與電場E之間出現(xiàn)相位差：介質(zhì)的位移電流密度：①②①：不導(dǎo)致介質(zhì)中出現(xiàn)能量損耗②：單位時(shí)間單位體積的介質(zhì)中能量損耗：

當(dāng)極化滯后于交變電場變化時(shí)，介質(zhì)中產(chǎn)生能量損耗，稱為極化損耗；極化損耗與電場頻率及有關(guān)，相角稱為電介質(zhì)損耗角。36現(xiàn)在是36頁\一共有50頁\編輯于星期四定義：

電介質(zhì)材料在電場作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗，內(nèi)部會(huì)有發(fā)熱現(xiàn)象。介質(zhì)損耗角δ

tgδ是所有應(yīng)用于交變電場中電介質(zhì)的重要品質(zhì)指標(biāo)之一。介質(zhì)損耗越小越好。37

電介質(zhì)的介質(zhì)損耗現(xiàn)在是37頁\一共有50頁\編輯于星期四

電子位移極化和離子位移極化建立的時(shí)間極短，稱為瞬時(shí)極化。

在靜電場下測(cè)得的介電常數(shù)稱為靜態(tài)介電常數(shù)（εs）。?瞬時(shí)極化與交變電場完全同步;?其極化強(qiáng)度與電場間沒有相位差。?緩慢極化需要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到；?相應(yīng)電場下的最大極化值；?緩慢極化強(qiáng)度與電場之間存在相位差。

偶極子取向極化、離子松弛極化等建立的時(shí)間較長，稱為緩慢極化，也稱弛豫極化。38現(xiàn)在是38頁\一共有50頁\編輯于星期四介質(zhì)的幾何電容的充電所造成的電容電流，不損耗能量；由各種極化的建立所造成的電流，損耗稱為極化損耗；介質(zhì)電導(dǎo)（漏導(dǎo)），產(chǎn)生電流做功產(chǎn)生熱，稱為漏導(dǎo)損耗，也稱電導(dǎo)損耗。在直流電場下，介質(zhì)損耗率取決于材料的電導(dǎo)率；在交變電場下，介質(zhì)損耗不僅與自由電荷的電導(dǎo)有關(guān)，還與緩慢極化過程、頻率有關(guān)。影響損耗的因素?fù)p耗與內(nèi)部電流有關(guān)，包括：39現(xiàn)在是39頁\一共有50頁\編輯于星期四電子與離子位移極化為瞬時(shí)極化，與交變電場完全同步，其極化強(qiáng)度與電場間沒有相位差。無損耗在交變電場下，其他緩慢極化需要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到相應(yīng)最大極化值；緩慢極化強(qiáng)度與電場之間存在相位差。有損耗

隨著極化過程不同，分2種情況：

隨著交變電場頻率的不同，分3種情況：

頻率很低：各種極化的建立跟得上電場的變化，介質(zhì)的極化響應(yīng)同靜電場情形；無損耗

頻率極高：弛豫極化完全來不及建立，不必考慮；瞬時(shí)極化仍同靜電場情形；無損耗

介于中間：出現(xiàn)極化損耗，介電常數(shù)隨電場頻率變化。40現(xiàn)在是40頁\一共有50頁\編輯于星期四1.電介質(zhì)的電導(dǎo)

電介質(zhì)的電導(dǎo)和擊穿

實(shí)際電介質(zhì)中或多或少地存在著一定量的自由帶電粒子，在不高的外電場下，這些載流子定向遷移，形成很小的電流，稱為漏導(dǎo)電流。

若電介質(zhì)中正負(fù)載流子的濃度相同，均為n，每個(gè)載流子的帶電量為q，則介質(zhì)中的電流密度為：歐姆定律：（為電介質(zhì)的電導(dǎo)率）單位截面

電導(dǎo)率和電阻率直接表征了介質(zhì)絕緣性能的優(yōu)劣；電場不高時(shí)，電導(dǎo)率與電場無關(guān)；提高介質(zhì)的絕緣性：①減少載流子數(shù)；②降低遷移率。

正負(fù)載流子的遷移速率與外電場強(qiáng)度成正比：（和為遷移率）；+q41現(xiàn)在是41頁\一共有50頁\編輯于星期四2.電介質(zhì)的擊穿

當(dāng)電場強(qiáng)度相當(dāng)高時(shí)，電導(dǎo)率隨E升高迅速增加；若電場繼續(xù)升高，介質(zhì)的電導(dǎo)將突然急劇增加，電介質(zhì)的絕緣性被破壞，幾乎變成導(dǎo)體，稱為電擊穿；

擊穿的主要形式：電擊穿—電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接被電場力所破壞；

本質(zhì)是在強(qiáng)電場下，固體導(dǎo)帶中可能因冷發(fā)射或熱發(fā)射存在一些電子。這些電一方面在外電場下被加速，獲得動(dòng)能；另一方面與晶格振動(dòng)相互作用，把電場的能量傳遞給晶格。在一定的溫度和場強(qiáng)下平衡，固體有穩(wěn)定的電導(dǎo)；當(dāng)電子從電場中得到的能量大于傳遞給晶格的能量時(shí)，電子的動(dòng)能越來越大，至電子能量大到與晶格碰撞能產(chǎn)生電離時(shí)，自由電子數(shù)急劇增加，電導(dǎo)進(jìn)入不穩(wěn)定階段，發(fā)生擊穿。42現(xiàn)在是42頁\一共有50頁\編輯于星期四2.電介質(zhì)的擊穿

發(fā)生電擊穿時(shí)的臨界電壓稱為擊穿電壓；相應(yīng)的臨界電場強(qiáng)度稱為抗電強(qiáng)度（Ep）。抗電強(qiáng)度表征了電介質(zhì)承受電場作用能力的高低?？闺姀?qiáng)度有時(shí)也稱(介電強(qiáng)度)擊穿強(qiáng)度。43熱擊穿—由于電介質(zhì)材料的介質(zhì)損耗導(dǎo)致電介質(zhì)發(fā)熱而被破壞；

本質(zhì)是處于電場中的介質(zhì)，由于其中的受熱，當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，可能從散熱與發(fā)熱的熱平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入不平衡狀態(tài)，若發(fā)出的熱量比散去的多，介質(zhì)溫度將越來越高，直到出現(xiàn)永久性損壞。電化學(xué)擊穿—由于外加電壓的作用，致使電介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)變化而引起擊穿?，F(xiàn)在是43頁\一共有50頁\編輯于星期四3.擊穿的復(fù)雜性

介質(zhì)的擊穿是非常復(fù)雜的過程，它不僅與介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成密切相關(guān)，同時(shí)還與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，如溫度、濕度、加壓速度、式樣形狀、試樣厚度、電極形狀等。并且電擊穿和熱擊穿往往是同時(shí)發(fā)生的，很難截然區(qū)分開來。此外電介質(zhì)還可能發(fā)生電化學(xué)擊穿，即固體電介質(zhì)中發(fā)生緩慢的電化學(xué)反應(yīng)使其電導(dǎo)增加，介質(zhì)的溫度上升而擊穿。電化學(xué)擊穿最終形式是熱擊穿。44現(xiàn)在是44頁\一共有50頁\編輯于星期四介電強(qiáng)度定義：

當(dāng)電場強(qiáng)度超過某一臨界時(shí)，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，稱介電強(qiáng)度的破壞，或介質(zhì)的擊穿。相應(yīng)的臨界電場稱為介電強(qiáng)度或擊穿強(qiáng)度。

介質(zhì)擊穿的主要形式：熱擊穿電擊穿電化學(xué)擊穿

特點(diǎn)：一種集體現(xiàn)象、間接作用45現(xiàn)在是45頁\一共有50頁\編輯于星期四電介質(zhì)材料的非電性能1.熱穩(wěn)定性介電常數(shù)溫度系數(shù)：

熱穩(wěn)定性：在溫度變化時(shí)，電介質(zhì)材料的電參數(shù)和其他物理量的穩(wěn)定程度，以及長期在高溫下工作和溫度反復(fù)冷熱循環(huán)變化的情況下，電介質(zhì)材料不改變其介電、機(jī)械及物理化學(xué)性能的能力，又稱溫度穩(wěn)定性。

溫度系數(shù)：溫度每變化一度時(shí)，電介質(zhì)材料的物理參量的相對(duì)變化率；

溫度系數(shù)在10-7~10-6/℃的材