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2020-08-20
PTC熱敏陶瓷1950年荷蘭Hayman等人，在BaTiO3材料中摻入微量元素，如Sb，La，Sm,Gd,Ho等，其常溫電阻率下降到10-2~104cm。與此同時(shí)當(dāng)溫度超過(guò)材料的居里溫度，在幾十度溫度范圍內(nèi)，其電阻率增大4~10個(gè)數(shù)量級(jí)，即產(chǎn)生所謂PTC效應(yīng)。BaTiO3是一種典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。BaTiO3系半導(dǎo)體陶瓷的制造方法與一般的電子陶瓷材料基本相同。只是對(duì)原材料的純度、摻雜成分的均勻性及工藝過(guò)程的控制有較高的要求。持別是BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷與金屬銀電極的接觸面電阻可...2020-08-19
半導(dǎo)體的導(dǎo)電，主要是由電子和空穴造成的。溫度增加，使電子動(dòng)能增大，造成晶體中自由電子和空穴數(shù)目增加，因而使電導(dǎo)率升高。通常情況下電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系為電阻率與溫度的關(guān)系為式中，B為與材料有關(guān)的常數(shù)，表示材料的電導(dǎo)活化能。某些材料的B值很大，它在感受微弱溫度變化時(shí)電阻率的變化十分明顯。有一類(lèi)半導(dǎo)體陶瓷材料，在特定的溫度附近電阻率變化顯著。如“摻雜”的BaTiO3(添加稀土金屬氧化物)在其居里點(diǎn)附近，當(dāng)發(fā)生相變時(shí)電阻率劇增103~106數(shù)量級(jí)。利用半導(dǎo)體陶瓷的電阻值對(duì)溫度的敏感特性...2020-08-18
半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)如圖4.2-23所示，下面是已被價(jià)電子占滿(mǎn)的允帶，中間為禁帶，上面是空帶。因此，在外電場(chǎng)作用下不能導(dǎo)電，但是這是零度時(shí)的情況。當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，例如溫度升高和有光照射時(shí)，滿(mǎn)帶中有少量電子有可能被激發(fā)到上面的空帶中去，在外電場(chǎng)作用下，這些電子將參與導(dǎo)電。同時(shí)，滿(mǎn)帶中由于少了一些電子，在滿(mǎn)帶頂部附近出現(xiàn)了一些空的量子狀態(tài)，滿(mǎn)帶變成了部分占滿(mǎn)的能帶，在外電場(chǎng)的作用下，仍留在滿(mǎn)帶中的電子也能夠起導(dǎo)電作用。滿(mǎn)帶電子的這種導(dǎo)電作用等效于把這些空的量子狀態(tài)看作帶正電荷的...2020-08-18
抗電強(qiáng)度是絕緣材料的一個(gè)重要性能指標(biāo)，因其數(shù)值受多種因素影響，為便于比較，必須在特定的條件下進(jìn)行。國(guó)標(biāo)GB/T1408.1-1999規(guī)定了固體電工材料工頻擊穿電壓、擊穿場(chǎng)強(qiáng)和耐電壓的實(shí)驗(yàn)方法。對(duì)試樣的尺寸、電極形狀、加壓方式等都作了規(guī)定，其中擊穿電壓采用“連續(xù)均勻升壓法”或“一分鐘逐級(jí)升壓法”進(jìn)行，電壓由低至高，使試樣被擊穿的電壓即為擊穿電壓U穿，擊穿強(qiáng)度量E穿可由式求出。耐電壓為試樣在一定電壓作用下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有發(fā)生擊穿的電壓值和時(shí)間，分別以kV和min為單位。試驗(yàn)電...2020-08-17
材料的抗電強(qiáng)度主要用材料的耐電強(qiáng)度來(lái)表示，其數(shù)值等于相應(yīng)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)E穿。它除取決于材料的組成與結(jié)構(gòu)外，主要受外界環(huán)境對(duì)E穿的影響。首先是溫度的影響，溫度對(duì)電擊穿影響不大，因?yàn)樵陔姄舸┻^(guò)程中，電子的運(yùn)動(dòng)速度、粒子的電離能力等均與溫度無(wú)關(guān)，因此在電擊穿的范圍內(nèi)溫度的變化對(duì)E穿沒(méi)有什么影響。溫度對(duì)熱擊穿影響較大，首先溫度升高使材料的漏導(dǎo)電流增大，這使材料的損耗增大，發(fā)熱量增加，促進(jìn)了熱擊穿的產(chǎn)生。此外，環(huán)境的溫度升高使元器件內(nèi)部的熱量不容易散發(fā)，進(jìn)一步加大了熱擊穿的傾向。溫度升高使...2020-08-14
長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫、潮濕、高電壓或腐蝕性氣體環(huán)境下的絕緣材料往往會(huì)發(fā)生化學(xué)擊穿。化學(xué)擊穿和材料內(nèi)部的電解、腐蝕、氧化、還原、氣孔中氣體電離等一系列不可逆變化有很大的關(guān)系，并且需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，材料被“老化”，逐漸喪失絕緣性能，后導(dǎo)致被擊穿而破壞。化學(xué)擊穿有兩種主要機(jī)理：一種是在直流和低頻交變電壓下，由于離子式電導(dǎo)引起電解過(guò)程，材料中發(fā)生電還原作用，使材料的電導(dǎo)損耗急劇上升，后由于強(qiáng)烈發(fā)熱成為熱化學(xué)擊穿。這種情況以含堿金屬氧化物的鋁硅酸鹽陶瓷為甚。在較高溫度和高壓直流或低頻電場(chǎng)下運(yùn)行...2020-08-14
絕緣材料在電場(chǎng)下工作時(shí)由于各種形式的損耗，部分電能轉(zhuǎn)變成熱能，使介質(zhì)被加熱。若外加電壓足夠高，將出現(xiàn)器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱量大于器件散發(fā)出去的熱量的不平衡狀態(tài)，熱量就在器件內(nèi)部積聚，使器件溫度升高。升溫的結(jié)果又進(jìn)一步增大損耗，使發(fā)熱量進(jìn)一步增多。這樣惡性循環(huán)的結(jié)果使器件溫度不斷上升。當(dāng)溫度超過(guò)一定限度時(shí)介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)燒裂、熔融等現(xiàn)象而*喪失絕緣能力，這就是介質(zhì)的熱擊穿。介質(zhì)內(nèi)溫度變化較慢時(shí)的擊穿稱(chēng)為“穩(wěn)態(tài)熱擊穿”；而介質(zhì)短時(shí)間使用在脈沖電壓下，介質(zhì)內(nèi)熱量來(lái)不及散出時(shí)的擊穿稱(chēng)為“脈沖熱擊...
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