材料電學(xué)性能

1、 4-3 材料的電學(xué)性能材料的電學(xué)性能(electrical property)交變電場(chǎng)交變電場(chǎng)介電性質(zhì) 弱電場(chǎng)弱電場(chǎng) 導(dǎo)電性質(zhì) 強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng) 擊穿現(xiàn)象 材料表面材料表面 靜電現(xiàn)象4-3-1 電導(dǎo)率電導(dǎo)率(electrical conductivity)和和電阻率電阻率 1 、電阻率電阻率： 體積電阻：v V hh：板狀樣品厚度，m：板狀樣品的電極面積，m體積電阻率 V , 單位為m V是描寫材料電阻性能的參數(shù)，它只與材料有關(guān)是描寫材料電阻性能的參數(shù)，它只與材料有關(guān)表面電阻：s b：電極間的距離b：電極的長(zhǎng)度表面電阻率 S , 單位為 S不反映材料的性質(zhì)，它決定于樣品表面狀態(tài)不反映材料的性質(zhì)，

2、它決定于樣品表面狀態(tài)2、 電導(dǎo)率電導(dǎo)率(electrical conductivity) (1)電導(dǎo)是指真實(shí)電荷在電場(chǎng)作用下在介質(zhì)中的遷移，電導(dǎo)是指真實(shí)電荷在電場(chǎng)作用下在介質(zhì)中的遷移，它是衡量材料電導(dǎo)能力的表觀物理量它是衡量材料電導(dǎo)能力的表觀物理量。 單位：S. m-1, 即：（即：（.m）-1 R = L/S = L/S根據(jù)電導(dǎo)率對(duì)材料的根據(jù)電導(dǎo)率對(duì)材料的分類分類表表4-19材料的分類及其電導(dǎo)率材料的分類及其電導(dǎo)率材料電阻率/.m電導(dǎo)率/S. m-1超導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體010-8-10-510-5-107107-1020105-10810-7-10510-20-10-7NoImage 各種

3、材料在室溫的電導(dǎo)率各種材料在室溫的電導(dǎo)率金屬和合金(-1.m-1)非金屬(-1.m-1)銀銀銅銅，工業(yè)純，工業(yè)純金金鋁鋁,工業(yè)純工業(yè)純 Al-1.2%,Mn 合金合金鈉鈉鎢，鎢， 工業(yè)純工業(yè)純黃銅黃銅（70%Cu-30%Zn鎳鎳,工業(yè)純工業(yè)純純鐵純鐵,工業(yè)純工業(yè)純鈦鈦,工業(yè)純工業(yè)純TiC不銹鋼，不銹鋼，301型型鎳鉻合金鎳鉻合金 (80%Ni-20%Cr）6.3*1075.85*1074.25*1073.45*1072.96*1072.1*1071.77*1071.66*1071.46*1071.03*1070.24*1070.17*1070.14*1070.093*107石墨石墨SiC鍺，純

4、硅硅，純苯酚甲醛（電木）窗玻璃 氧化鋁（Al2O3）云母甲基丙烯酸甲酯氧化鈹（BeO）聚乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯金剛石金剛石石英玻璃石英玻璃聚四氟乙烯聚四氟乙烯105 (平均平均)10 2.24.3*10-410-7-10-11101410141012-10151012-101510121012-10161012101410161014101326-28 302415-252215-19 18-617-2225-4016-20202.2-2.4(1016Hz) 2.0-2.6(1016Hz)2.5(1016Hz)3.2-3.6(1016Hz)4.14.03.43.73.02.0-2.22.9-3.

5、12.20. 05 0. 0010. 0050.04-0.08(1016 Hz)0. 010. 0140. 0210. 0050. 0060. 00020.01-0. 0060.004 極性聚合物的擊穿強(qiáng)度比非極性聚合物的數(shù)值低。極性聚合物的擊穿強(qiáng)度比非極性聚合物的數(shù)值低。 高內(nèi)聚能密度的聚合物具有高耐電強(qiáng)度。高內(nèi)聚能密度的聚合物具有高耐電強(qiáng)度。 相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度和交聯(lián)密度的增加有利于提高相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度和交聯(lián)密度的增加有利于提高耐電強(qiáng)度。耐電強(qiáng)度。 使材料具有平滑的絕緣表面，減少內(nèi)部微細(xì)空隙的濃使材料具有平滑的絕緣表面，減少內(nèi)部微細(xì)空隙的濃度以及使用各種抗樹(shù)枝化的阻抑劑也是提高材料耐

6、電度以及使用各種抗樹(shù)枝化的阻抑劑也是提高材料耐電強(qiáng)度的方法。強(qiáng)度的方法。 由于電阻率隨溫度的升高而下降，擊穿強(qiáng)度也隨之下由于電阻率隨溫度的升高而下降，擊穿強(qiáng)度也隨之下降，因此，提高聚合物的玻璃化溫度及耐熱性，是提降，因此，提高聚合物的玻璃化溫度及耐熱性，是提高擊穿強(qiáng)度的途徑。高擊穿強(qiáng)度的途徑。說(shuō)明：說(shuō)明：4.3.6 靜電現(xiàn)象靜電現(xiàn)象 靜電：靜電：當(dāng)兩個(gè)固體接觸和摩擦?xí)r，在固-固表面會(huì)發(fā)生電荷再分配，在它們重新分離后，每一個(gè)固體都將帶有比接觸前過(guò)量的正（或負(fù)）的電荷，這種現(xiàn)象稱為靜電。 兩種情況： 1）接觸起電：）接觸起電：此時(shí)兩個(gè)表面接觸后又分開(kāi)，表面之間并無(wú)任何摩擦力的作用； 2）摩擦起電：）摩擦起電：兩個(gè)表面之間有摩擦作用，這種情況的影響因素復(fù)雜得多。 （表摩擦起電順序（表摩擦起電順序p） 抗靜電劑：抗靜電劑：用以提高材料的表面導(dǎo)電性，一般都具有表面活性的功能，常增加材料的吸濕性而提高表面導(dǎo)電性，從而消除靜電現(xiàn)象。 “分子復(fù)合材料分子復(fù)合材料”：通過(guò)在絕緣體內(nèi)滲入導(dǎo)電性物質(zhì)達(dá)到抗靜電的目的，如高柳素等人用共沉積及嵌段共聚等手段將剛性棍狀大分子以較大的比例分散到柔性鏈大分子母體中。雖然這種分散未能真正達(dá)到分子水平，卻可