Question

电介质的击穿是如何产生的?如何提高材料的抗击穿能力?

Answer 1

电介质材料在高电场作用下电流急剧增大，并在某一电压下失去绝缘性能而成为导电的，这就是电介质击穿。发生绝缘性破坏的最低电场称之为绝缘击穿强度。一般说来，试样的厚度与面积愈大，电介质的击穿强度越低。这是由于绝缘的击穿多半是在材料的一个弱点产生的，当厚度与面积增大时，弱点就会增加所致。
关于固体电介质的击穿理论，主要有电击穿理论，热击穿理论以及电化学击穿理论。
固体介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧失绝缘性能的现象。在介质电导很小，又有良好的散热条件以及介质内部不存在放热的条件下，固体点机制的击穿通常指电击穿，击穿强度可达105-106KV/m.电场的均匀程度对击穿强度有很大影响，除去时间很短的情况以外，与电压作用时间关系不大。
固体介质的热击穿是指固体介质因为介质的损耗而发热，如果周围的环境温度高，散热条件不好，介质温度将会不断上升而导致绝缘的破坏，从而引起热击穿。
实际的固体介质击穿过程是错综复杂的，常取决于介质本身的特性，绝缘结构形式和电场的均匀性。曹晓珑[8]研究了金属纳米添加剂对聚合物击穿性能的影响,发现在金属 Ag 纳米添加剂含量为8%时,复合材料的击穿强度提高了15倍。Lai等制备了Ag/环氧树脂复合材料，结果发现，复合材料的击穿强度随银体积增大而减小，这是由于Ag颗粒与环氧树脂的界面层在一定的电场下产生空间电荷造成的。