工程材料/電性能

導電性

依據導電性能的好壞,可以將材料分為導體、絕緣體和半導體。

通常金屬鍵結合的金屬材料具有良好的導電性能,是電的良導體,共價鍵或離子鍵結合的無機非金屬材料和高分子材料是電的絕緣體,導電性能介於導體和絕緣體之間的為半導體,如單晶矽、單晶鍺,以及CdS、GaAs等II-VI族、III-V族化合物半導體等。

材料的導電性能用電導率來表示,電導率越大,導電性能越好。電阻率是電導率的倒數,電阻率越大,材料的電絕緣性越好。材料的電阻與電導率的倒數成正比,與材料的橫截面積成反比,與材料的長度成正比。

介電性能

電介質是指在電場作用下能建立極化的一切物質,介電常數是反應電介質極化能力的性能指標。電介質最重要的性質是在外電場大作用下產生極化。所謂極化,就是電介質內質點(原子、分子、離子)的正負電荷中心發生分離,從而產生偶極子的現象。電介質的極化一般包括三個部分,電子極化、離子極化和偶極子轉向極化。電介質的電阻很大,甚至電壓很高時穿過的電流也不大,這種電流稱為傳導電流或傳導殘餘電流。但在電介質兩端加上電壓的瞬時間可以產生一個較大的電流,這種電流是由於極化引起的,稱為位移電流或吸收電流。電介質填充於電容器可以增加電容器的電容量。

鐵電性能

在一定溫度範圍內具有自發極化性質,並且自發極化方向可以隨外加電場作可逆轉動的晶體稱為鐵電體,鐵電體所具有的自發極化性質叫做鐵電性。鐵電體也是一種電介質,在外加電場的作用下發生極化,並且當外加電場撤離時,極化仍然保持。鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛都是典型的鐵電體。