【正文】 勢壘不是單一的數(shù)值，有高有低。 ? 導(dǎo)電的粒子： ? 離子 ? 電子 ? 玻璃離子電導(dǎo)率與堿金屬濃度的關(guān)系：在堿金屬氧化物含量不大時(shí)，堿金屬離子填充在玻璃結(jié)構(gòu)的松散處，電導(dǎo)率與堿金屬離子濃度有直線關(guān)系； ? 到一定限度，即空隙被填滿后，開始破壞原來結(jié)構(gòu)緊密的部位，使整個(gè)玻璃體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步松散，導(dǎo)電率指數(shù)上升。 ? 減小玻璃電導(dǎo)率的方法有雙堿效應(yīng)、壓堿效應(yīng)。 ? 雙堿效應(yīng)：當(dāng)玻璃中堿金屬離子總濃度較大時(shí)（占玻璃組成 25— 30%），總濃度不變，含兩種堿金屬離子比一種堿金屬離子的玻璃電導(dǎo)率小，當(dāng)比例適當(dāng)時(shí)，電導(dǎo)率可降低很低。 以 K2O、 Li2O為例說明雙堿效應(yīng)的原因： R K+R Li+，在外電場的作用下，堿金屬離子移動(dòng)時(shí)， Li+離子留下的空位比 K+留下的空位小， K+只能通過本身的空位； Li+進(jìn)入大體積空位，產(chǎn)生應(yīng)力，不穩(wěn)定，只能進(jìn)入同種離子空位較為穩(wěn)定； 大離子不能進(jìn)入小空位，使通路堵塞，妨礙小離子的運(yùn)動(dòng)； 相互干擾的結(jié)果使電導(dǎo)率大大下降。 半導(dǎo)體玻璃：電子電導(dǎo)性的玻璃。含有變價(jià)過渡金屬離子的某些氧化物玻璃具有電子導(dǎo)電性。 例如：金屬氧化物玻璃、硫族與金屬的化合物玻璃、 Si、 Se等元素非晶態(tài)。 壓堿效應(yīng)：含堿金屬玻璃中加入二價(jià)金屬離子，特別是重金屬氧化物，使玻璃的電導(dǎo)率降低。相應(yīng)的陽離子半徑越大，這種效應(yīng)越強(qiáng)。 原因：二價(jià)離子與玻璃中氧離子結(jié)合比較牢固，能嵌入玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，堵塞遷移通道，使堿金屬離子移動(dòng)困難，電導(dǎo)率降低。 高分子材料內(nèi)的載流子很少。已知大分子結(jié)構(gòu)中，原子的最外層電子以共價(jià)鍵方式與相鄰原子鍵接，不存在自由電子或其它形式載流子（具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物例外）。 理論計(jì)算表明，結(jié)構(gòu)完整的純聚合物，電導(dǎo)率僅為 10－25 。但實(shí)際聚合物的電導(dǎo)率往往比它大幾個(gè)數(shù)量級，表明聚合物絕緣體中載流子主要來自材料外部，即由雜質(zhì)引起的。 1 ?cmS2）無機(jī)玻璃態(tài)電介質(zhì)的離子電導(dǎo) 這些雜質(zhì)來自于聚合物合成和加工過程中，包括：少量沒有反應(yīng)的單體、殘留的引發(fā)劑和其他各種助劑以及聚合物吸附的微量水分等。 例如，在電場作用下電離的水， 就為聚合物提供了離子型載流子。 水對聚合物的絕緣性影響最甚，尤其當(dāng)聚合物材料是多孔狀或有極性時(shí)，吸水量較多，影響更大。 例如以橡膠填充的聚苯乙烯材料在水中浸漬前后電導(dǎo)率相差兩個(gè)數(shù)量級，而用木屑填充的聚苯乙烯材料在同樣情況下電導(dǎo)率猛增八個(gè)數(shù)量級。 ?? ?? OHHOH 2 載流子遷移率大小決定于載流子從外加電場獲得的能量和熱運(yùn)動(dòng)碰撞時(shí)損失的能量。 研究表明，離子型載流子的遷移與聚合物內(nèi)部自由體積的大小有關(guān)，自由體積越大，遷移率越高。 電子和空穴型載流子的遷移則與大分子堆砌程度相關(guān)，堆砌程度高，有利于電子躍遷，若堆砌能產(chǎn)生 π電子云的交疊，形成電子直接通道，導(dǎo)電性會突增。 對離子型導(dǎo)電材料，溫度升高，載流子濃度和載流子遷移率均按指數(shù)率增加，因此材料電導(dǎo)率隨溫度按以下規(guī)律變化： RTEe /0 C?? ?? （ 915） 式中 是材料常數(shù)， 稱電導(dǎo)活化能。 當(dāng)聚合物發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，電導(dǎo)率或電阻率曲線將發(fā)生突然轉(zhuǎn)折，利用這一原理可測定聚合物的玻璃化溫度。 0?cE 結(jié)晶、取向，以及交聯(lián)均使聚合物絕緣體電導(dǎo)率下降。 例如，聚三氟氯乙烯結(jié)晶度從 10%增加至 50%時(shí)，電導(dǎo)率下降 10～ 1000倍。 因?yàn)橥ǔ＞酆衔镏?，主要是離子型導(dǎo)電，結(jié)晶、取向和交聯(lián)會使分子緊密堆砌，降低鏈段活動(dòng)性，減少自由體積，使離子遷移率下降。 固體電介質(zhì)的表面電導(dǎo) ? 其它影響因素 ? 1）空氣濕度對表面電導(dǎo)的影響 EJ SS ??2）電介質(zhì)表面的分子結(jié)構(gòu) 3）電介質(zhì)表面的狀況 材料的介電性 — 電介質(zhì)的擊穿 擊穿場強(qiáng) —— 電介質(zhì)所能承受的不被擊穿的最大場強(qiáng)。 擊穿電壓 —— 電介質(zhì)（或電容器）擊穿時(shí)兩極板的電壓。 電介質(zhì)的擊穿 一般外電場不太強(qiáng)時(shí)，電介質(zhì)只被極化，不影響其絕緣性能。當(dāng)其處在很強(qiáng)的外電場中時(shí)，電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷中心被拉開，甚至脫離約束而成為自由電荷，電介質(zhì)變?yōu)閷?dǎo)電材料。 當(dāng)施加在電介質(zhì)上的電壓增大到一定值時(shí)，使電介質(zhì)失去絕緣性的現(xiàn)象稱為 擊穿(breakdown)。 固體電介質(zhì)的擊穿 一 概述 與氣體、液體介質(zhì)相比，固體介質(zhì)的擊穿有何 不同 ： ?固體介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)較高 ?擊穿后在材料中留下有不能恢復(fù)的痕跡， 如燒焦或溶化 的通道、裂縫等 ，去掉外施電壓 ，不能自行恢復(fù)絕緣性能 擊穿形式 ?熱擊穿 ?電擊穿 ?電化學(xué)擊穿（不均勻介質(zhì)局 ?部放電引起擊穿 ） Ebl g t0電 擊 穿局 部 放 電 擊 穿熱 擊 穿固體電介質(zhì)擊穿場強(qiáng) 與電壓作用時(shí)間的關(guān)系 （一）熱擊穿 由于電介質(zhì)內(nèi)部 熱的不穩(wěn)定 過程所造成的。 ???? ?????? ? ?電 場 散 熱 條 件 不 利介 質(zhì) 損 耗 發(fā) 熱 溫 度 升 高 介 質(zhì) 分 解 、 炭 化 擊 穿影響因素 ?與材料的性能有關(guān) ?絕緣結(jié)構(gòu)（電極的配置與散熱條件）及電壓種類、環(huán)境溫度等有關(guān) 因此熱擊穿強(qiáng)度 不能 看作是電介質(zhì)材料的本征特性參數(shù) （二）電擊穿 在較低溫度下，采用了消除邊緣效應(yīng)的電極裝置等嚴(yán)格控制的條件下，進(jìn)行擊穿試驗(yàn)時(shí)所觀察到的一種擊穿現(xiàn)象。 主要特性： ?擊穿場強(qiáng)高（大致在 5～ 15MV/cm范圍），實(shí)用絕緣系統(tǒng)是不可能達(dá)到的 ?在一定溫度范圍內(nèi)，擊穿場強(qiáng)隨溫度升高而增大，或變化不大 意義 ?反映了固體介質(zhì)耐受電場作用能力的最大限度 ?僅與材料的化學(xué)組成及性質(zhì)有關(guān)，材料的特性參數(shù)之一，又稱為 耐電 強(qiáng)度或電氣強(qiáng)度 （三）不均勻電介質(zhì)的擊穿 包括固體、液體或氣體組合構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)中的一種 擊穿形式 。 擊穿往往是從耐電強(qiáng)度低的氣體中開始，表現(xiàn)為局 部放電，然后或快或慢地隨時(shí)間發(fā)展至固體介質(zhì)劣 化損傷逐步擴(kuò)大，致使介質(zhì)擊穿。