6.2 介电强度.pdf

LOGO Materials Physics 材料物理 主讲：化材学院 李涓 juanli@ 6 材料的功能转换性能 6.1 介质的极化与损耗 6.2 介电强度 6.3 压电性能 6.4 铁电性 6.5 热电性能 6.6 光电性能 6.7 热释电性能 6.8 智能材料 LOGO Materials Physics 6.2 介电强度 6.2.1 介电强度的定义 介质电流急剧增大，并在临 介质电流急剧增大，并在临 界值下完全丧失绝缘性能 界值下完全丧失绝缘性能 介质的击穿(dielectric breakdown) 当电场强度超过某一临界值时，介质由介电 状态变为导电状态的现象。 介电强度(dielectric strength) 发生介质的击穿时相应的临 界电场强度。 LOGO Materials Physics 6.2 介电强度 6.2.2 固体电介质的击穿 符合欧姆定律 固体电介质的电流电压关系： 弱电场：介质内的电流与外电场呈线性关系。 电场增强时：电流随电压按幂函数或指数上升。 电场达到某一临界值：电流陡峭增加，介质从绝 取决于试样的缺陷情况、电 取决于试样的缺陷情况、电 缘状态变为导电状态。 场特征以及器件的工作条件 场特征以及器件的工作条件 固体电介质击穿的种类： 热击穿：由于电导产生的局部过热引起 电击穿：来源于电子击穿 LOGO Materials Physics 6.2 介电强度 (1) 固体电介质的热击穿 本质： 处于电场中的介质，由于其中的介质损耗而 受热，当外加电场足够高时，可能从散热与发 热的热平衡状态转入不平衡状态，若发出的热 量比散去的多，介质温度将越来越高，直至出 现永久性的损坏，这就是热击穿。 LOGO Materials Physics 6.2 介电强度 E 2 焦耳热σE 使介质温度上升， 发热量Q1是温度的指数函数。 电导率为σ 通过热传导向周围环境散热，