工程材料/电性能

导电性

依据导电性能的好坏,可以将材料分为导体、绝缘体和半导体。

通常金属键结合的金属材料具有良好的导电性能,是电的良导体,共价键或离子键结合的无机非金属材料和高分子材料是电的绝缘体,导电性能介于导体和绝缘体之间的为半导体,如单晶硅、单晶锗,以及CdS、GaAs等II-VI族、III-V族化合物半导体等。

材料的导电性能用电导率来表示,电导率越大,导电性能越好。电阻率是电导率的倒数,电阻率越大,材料的电绝缘性越好。材料的电阻与电导率的倒数成正比,与材料的横截面积成反比,与材料的长度成正比。

介电性能

电介质是指在电场作用下能建立极化的一切物质,介电常数是反应电介质极化能力的性能指标。电介质最重要的性质是在外电场大作用下产生极化。所谓极化,就是电介质内质点(原子、分子、离子)的正负电荷中心发生分离,从而产生偶极子的现象。电介质的极化一般包括三个部分,电子极化、离子极化和偶极子转向极化。电介质的电阻很大,甚至电压很高时穿过的电流也不大,这种电流称为传导电流或传导残余电流。但在电介质两端加上电压的瞬时间可以产生一个较大的电流,这种电流是由于极化引起的,称为位移电流或吸收电流。电介质填充于电容器可以增加电容器的电容量。

铁电性能

在一定温度范围内具有自发极化性质,并且自发极化方向可以随外加电场作可逆转动的晶体称为铁电体,铁电体所具有的自发极化性质叫做铁电性。铁电体也是一种电介质,在外加电场的作用下发生极化,并且当外加电场撤离时,极化仍然保持。钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅都是典型的铁电体。