2010-电子陶瓷第四章第五讲.ppt

3、网络分析仪法优缺点：?? 1）高频?????? 适用：f100KHz?????? 最佳：f3GHz?? 2）适中的精度；?? 3）有限的阻抗测试范围。 第四章 电子陶瓷基本性质 ?4、 绝缘强度 电介质能绝缘和储存电荷，是指在一定的电压范围（弱电场范围）内，介质保持介电状态。 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，这种现象称介质的击穿。 第四章 电子陶瓷基本性质 由于击穿时电流剧烈增大，在击穿处往往产生局部高温。火花，造成材料本身不可逆的破坏。 可以发现，在击穿处有小孔、裂缝，或击穿时整个瓷体炸裂。 第四章 电子陶瓷基本性质 击穿时的电压称击穿电压Uj，相应的电场强度称击穿电场强度或绝缘强度等，用Ej表示。在电场均匀时， ? Ej= Uj /d 式中：d为击穿处介质的厚度；Ej的单位常用kV/cm。 ? 第四章 电子陶瓷基本性质 ? 某些陶瓷如III型电容器瓷和各种半导体瓷，击穿时往往不造成瓷体的机构破坏，电场降低后仍能恢复介电状态，这种情况也应认为击穿已经发生。 陶瓷材料的击穿电压与试样的厚度、电极的大小、形状、试验时的温度、电压的种类、加压时间、试样周围的环境等许多因素有关。 第四章 电子陶瓷基本性质 击穿过程进行得很快（约10-7秒），过程比较复杂。陶瓷材料的击穿强度一般在4~60 kV/mm。 介质击穿大致可分为电击穿和热击穿。 电击穿是在电场直接作用下，介质中载流子迅速增加。这个过程约在10-7秒完成，往往击穿突然发生。 第四章 电子陶瓷基本性质 击穿电场强度较高，大约为106~107V/cm左右。 一般认为，电击穿的发生是由于晶体能带在强电场作用下发生变化，电子直接由满带跃迁到空带发生电离所致。 第四章 电子陶瓷基本性质 热击穿是介质在电场作用下发生热不稳定，因温度升高而破坏。 热不稳定是指在电场作用下，由于介质的电导和介质损耗，将电场能变成热能。热量在介质内部积累，温度升高，电导和损耗随温度的升高而加大，又导致温度的再升高，产生的热量大于散失的热量。 由于热击穿有一个热量积累过程，所以不象电击穿那样迅速，往往介质温度急剧升高。击穿电场强度较低，104~105V/cm。 第四章 电子陶瓷基本性质 在直流电场下对陶瓷介质的试验表明，温度较高时可能发生热击穿，温度较低时往往发生电击穿。 一般电击穿的Ej与温度无关，热击穿的Ej随温度升高而降低。 但是，电击穿和热击穿温度范围的划分，并不十分准确，它与试样的组成、冷却情况、电压形式等有关，尤其电场频率对其影响很大。 第四章 电子陶瓷基本性质 例如，在高频交流电压下或试样散热条件不好时，热击穿的范围就能扩大到较低的温度。 在均匀电场下，电性质均匀的固体介质厚度小于10-4cm时，电击穿时的Ej与试样厚度无关，热穿时的Ej 则随试样厚度增加而减小。但陶瓷是不均匀介质，通常Ej随试样厚度增加而降低。 第四章 电子陶瓷基本性质 此外，在均匀电场中，加压时间小于10-7秒时，电击穿与加压时间无关； 热击穿随加压时间的增加而降低。 电击穿时，Ej与试样周围媒质的温度无关； 热击穿时，Ej则随周围媒质温度的增加而降低，与媒质散热情况密切关系。 第四章 电子陶瓷基本性质 ?§4.4 光学性质（简略） ? 光学性质是指电子陶瓷在红外光、可见光、紫外线及各种射线作用下的一些性质。 在光学领域里，主要光学材料是光学玻璃和单晶。近年来，随着遥感、计算机、激光、光纤通讯等技术的发展和“透明陶瓷”的出现，陶瓷材料在光学领域有了较重要的应用。 第四章 电子陶瓷基本性质 光学材料的性质一般指它的反射、折射和吸收等性质。对陶瓷材料，主要指透光性。光照射到介质上，一部分被反射，一部分进入介质内部，发生散射和吸收，还有一部分透过介质，即 ? Ip= IR+ IS+IA+ IT ? ? 第四章 电子陶瓷基本性质 式中 Ip为入射光强度；IR为反射光强度；IS为散射光强度；IA为吸收光强度；IT为透射光强度。 归一化后可得： 1=R+S+A+T 式中 R为反射率；S为散射率；A为吸收率；T为透射率。 第四章 电子陶瓷基本性质 通常，吸收率甚小，主要是散射损失。 光和物质的作用是光子和物质中电子的互作用结