材料电学性能

1、 4-3 材料的电学性能材料的电学性能(electrical property)交变电场交变电场介电性质 弱电场弱电场 导电性质 强电场强电场 击穿现象 材料表面材料表面 静电现象4-3-1 电导率电导率(electrical conductivity)和和电阻率电阻率 1 、电阻率电阻率： 体积电阻：v V hh：板状样品厚度，m：板状样品的电极面积，m体积电阻率 V , 单位为m V是描写材料电阻性能的参数，它只与材料有关是描写材料电阻性能的参数，它只与材料有关表面电阻：s b：电极间的距离b：电极的长度表面电阻率 S , 单位为 S不反映材料的性质，它决定于样品表面状态不反映材料的性质，

2、它决定于样品表面状态2、 电导率电导率(electrical conductivity) (1)电导是指真实电荷在电场作用下在介质中的迁移，电导是指真实电荷在电场作用下在介质中的迁移，它是衡量材料电导能力的表观物理量它是衡量材料电导能力的表观物理量。 单位：S. m-1, 即：（即：（.m）-1 R = L/S = L/S根据电导率对材料的根据电导率对材料的分类分类表表4-19材料的分类及其电导率材料的分类及其电导率材料电阻率/.m电导率/S. m-1超导体导体半导体绝缘体010-8-10-510-5-107107-1020105-10810-7-10510-20-10-7NoImage 各种

3、材料在室温的电导率各种材料在室温的电导率金属和合金(-1.m-1)非金属(-1.m-1)银银铜铜，工业纯，工业纯金金铝铝,工业纯工业纯 Al-1.2%,Mn 合金合金钠钠钨，钨， 工业纯工业纯黄铜黄铜（70%Cu-30%Zn镍镍,工业纯工业纯纯铁纯铁,工业纯工业纯钛钛,工业纯工业纯TiC不锈钢，不锈钢，301型型镍铬合金镍铬合金 (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锗，纯

4、硅硅，纯苯酚甲醛（电木）窗玻璃 氧化铝（Al2O3）云母甲基丙烯酸甲酯氧化铍（BeO）聚乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯金刚石金刚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 极性聚合物的击穿强度比非极性聚合物的数值低。极性聚合物的击穿强度比非极性聚合物的数值低。 高内聚能密度的聚合物具有高耐电强度。高内聚能密度的聚合物具有高耐电强度。 相对分子质量、结晶度和交联密度的增加有利于提高相对分子质量、结晶度和交联密度的增加有利于提高耐电强度。耐电强度。 使材料具有平滑的绝缘表面，减少内部微细空隙的浓使材料具有平滑的绝缘表面，减少内部微细空隙的浓度以及使用各种抗树枝化的阻抑剂也是提高材料耐

6、电度以及使用各种抗树枝化的阻抑剂也是提高材料耐电强度的方法。强度的方法。 由于电阻率随温度的升高而下降，击穿强度也随之下由于电阻率随温度的升高而下降，击穿强度也随之下降，因此，提高聚合物的玻璃化温度及耐热性，是提降，因此，提高聚合物的玻璃化温度及耐热性，是提高击穿强度的途径。高击穿强度的途径。说明：说明：4.3.6 静电现象静电现象 静电：静电：当两个固体接触和摩擦时，在固-固表面会发生电荷再分配，在它们重新分离后，每一个固体都将带有比接触前过量的正（或负）的电荷，这种现象称为静电。 两种情况： 1）接触起电：）接触起电：此时两个表面接触后又分开，表面之间并无任何摩擦力的作用； 2）摩擦起电：）摩擦起电：两个表面之间有摩擦作用，这种情况的影响因素复杂得多。 （表摩擦起电顺序（表摩擦起电顺序p） 抗静电剂：抗静电剂：用以提高材料的表面导电性，一般都具有表面活性的功能，常增加材料的吸湿性而提高表面导电性，从而消除静电现象。 “分子复合材料分子复合材料”：通过在绝缘体内渗入导电性物质达到抗静电的目的，如高柳素等人用共沉积及嵌段共聚等手段将刚性棍状大分子以较大的比例分散到柔性链大分子母体中。虽然这种分散未能真正达到分子水平，却可