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绝缘体

绝缘体,又称电介质,是一种阻碍电荷流动的材料。在绝缘体中,价带电子被紧密的束缚在其原子周围。这种材料在电气设备中用作绝缘体,或称起绝缘作用。其作用是支撑或分离各个电导体,不让电流流过。绝缘体是指在通常情况下不传导电流的物质。又称电介质。绝缘体的特点是分子中正负电荷束缚得很紧,可以自由移动的带电粒子极少,其电阻率很大,约为10~10欧姆 ·米,所以一般情况下可以忽略在外电场作用下自由电荷移动所形成的宏观电流,而认为是不导电的物质。绝缘体可分为气态(如氢、氧、氮及一切在非电离状态下的气体)、液态(如纯水、油、漆及有机酸等)和固态(如玻璃、陶瓷、橡胶、纸、石英等)三类。固态的绝缘体又分为晶体和非晶体两种。实际的绝缘体并不是完全不导电的,在强电场作用下,绝缘体内部的正负电荷将会挣脱束缚,而成为自由电荷,绝缘性能遭到破坏,这种现象称为电介质的击穿。电介质材料所能承受的最大电场强度称为击穿场强。在绝缘体中,存在着束缚电荷,在外电场作用下,这种电荷将作微观位移,从而产生极化电荷,就是所谓电介质的极化。电介质按其物理性能可分为各向同性电介质和各向异性电介质两种。就极化机制可分为无极分子和有极分子两种。绝缘体在工程上大量用作电气绝缘材料、电容器的介质和特殊的电介质器件如压电晶体等。

绝缘体的传导性决定于物质中电子的行为.晶体中的电子行为取决于能带结构.导带全空,价带全满的物质即为绝缘体,导带底和价带顶的能量差(带隙)很大时,在通常的电场下不导电.对于能隙较小的物质,在温度较低时虽为绝缘体,但温度升高时,价带电子被激发到导带,也会导电.另外,带隙中的杂质能级上的电子或空穴激发到导带或价带时,也会导电。这两种情况的物质通常称为半导体.当用能量大于带隙的光照射绝缘体时,价带电子被激发到导带,在价带留下空穴,这二者都可导电,这种现象称为光电导.大多数绝缘体都有极化性质,因此绝缘体有时也称为电介质.绝缘体在一般电压下是绝缘的,当电压增加到一定限度时,将发生介电击穿,绝缘状态破坏.


 
 

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