試談材料的電學性能

一、電介質(zhì)極化二、電介質(zhì)損耗三、介電強度四、電介質(zhì)導電性第二章材料的電學性能2.3材料的介電性能

二、電介質(zhì)損耗2.3材料的介電性能1、電介質(zhì)損耗概念2、電介質(zhì)損耗微觀機理

二、電介質(zhì)損耗1、電介質(zhì)損耗概念任何電介質(zhì)在電場作用下，總有部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，單位時間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量稱為電介質(zhì)損耗交變電壓產(chǎn)生電流功率—介電材料功率損失理想電介質(zhì)：Φ=π/2實際電介質(zhì)：Φ＜π/2，Φ=π/2-δ單位體積電介質(zhì)：品質(zhì)因素Q值：Q=1/tanδ，材料的一個本征性質(zhì)。

介質(zhì)損耗角—tanδ：意義在于：有功電流密度和無功電流密度之比，其值越大，介質(zhì)損耗越大二、電介質(zhì)損耗二、電介質(zhì)損耗2、電介質(zhì)損耗的微觀機理電導（漏導）損耗：在電場作用下，介質(zhì)中會有泄漏電流流過，引起電導損耗。（束縛較弱的帶電質(zhì)點的宏觀運動引起的能量損耗）（交變電場頻率很低時）極化損耗：由于各種電介質(zhì)極化的建立所造成的電流引起的損耗。（只有緩慢極化過程才會引起能量損耗，如偶極子的極化損耗）。共振吸收損耗：對于離子晶體，外電場的頻率等于晶格振動光頻波的頻率，則發(fā)生共振吸收。帶電質(zhì)點吸收外電場能量，電介質(zhì)極化強度逐漸增加，最后通過質(zhì)點間的碰撞和電磁波的輻射把能量耗散掉，這種損失就是光學材料的光吸收的本質(zhì)。2、電介質(zhì)損耗的微觀機理

德拜公式德拜公式結(jié)論：極化損耗與交變電場頻率、松弛時間關(guān)系討論介質(zhì)損耗的意義絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須注意到絕緣材料的tgδ用于沖擊測量的連接電纜，其絕緣的tgδ必須很小在絕緣預(yù)防性試驗中，tgδ是一項基本測試項目，當絕緣受潮或劣化時，tgδ急劇上升。介質(zhì)損耗引起的發(fā)熱有時也可以利用三、介電強度介質(zhì)在電場中的破壞熱擊穿電擊穿局部放電擊穿介質(zhì)在電場中的破壞介質(zhì)的擊穿:介質(zhì)的特性是指在一定的電場強度范圍內(nèi)的材料的特性。當電場強度超過某一臨界值時，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)。這種現(xiàn)象稱介電強度的破壞，或叫介質(zhì)的擊穿。（電介質(zhì)分子的正負電荷中心被拉開，甚至脫離約束而成為自由電荷，電介質(zhì)變?yōu)閷щ姴牧希┙殡姀姸龋合鄳?yīng)的臨界電場強度稱為，或稱為擊穿電場強度。擊穿電壓：電介質(zhì)（或電容器）擊穿時兩極板的電壓。擊穿類型分為三種：熱擊穿、電擊穿、局部放電擊穿。

擊穿過程非常復雜，影響因素如下：

內(nèi)因：固體結(jié)構(gòu)及其分子組成外因(實驗條件)：周圍媒質(zhì)的溫度、電壓頻率、電壓增加的速度、加壓的時間、電極與試樣的情況擊穿電擊穿本征電擊穿理論“雪崩”電擊穿理論固體電擊穿理論是在氣體放電的碰撞電離理論基礎(chǔ)上建立的。本征電擊穿理論與介質(zhì)中自由電子有關(guān)，室溫下即可發(fā)生，發(fā)生時間很短(10-8～10-7s)。介質(zhì)中的自由電子的來源：（１）雜質(zhì)或缺陷能級；（２）價帶?！把┍馈彪姄舸├碚摗把┍馈彪姄舸├碚撘耘鲎搽婋x后自由電子數(shù)倍增到一定數(shù)值作為電擊穿判據(jù)。“雪崩”電擊穿和本征電擊穿在理論上有明顯的區(qū)別：

本征擊穿理論中增加導電電子是繼穩(wěn)態(tài)破壞后突然發(fā)生的，而“雪崩”擊穿是考慮到高場強時，導電電子倍增過程逐漸達到難以忍受的程度，最終介質(zhì)晶格破壞。熱擊穿熱擊穿的本質(zhì)是:處于電場中的介質(zhì)，由于其中的介質(zhì)損耗而受熱，當外加電壓足夠高時，可能從散熱與發(fā)熱的熱平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入不平衡狀態(tài)，若發(fā)出的熱量比散去的多，介質(zhì)溫度將愈來愈高，直至出現(xiàn)永久性損壞，這就是熱擊穿。局部放電擊穿局部放電擊穿的本質(zhì)是:某些陶瓷材料有氣泡。材料中氣泡的ε及σ很小，因此加上電壓后氣泡上的電場較高，介電強度遠低于固體介質(zhì)，所以首先氣泡擊穿，引起氣體放電（電離）產(chǎn)生大量的熱，容易引起整個介質(zhì)擊穿。由于在產(chǎn)生熱量的同時，形成相當高的內(nèi)應(yīng)力，材料也易喪失機械強度而被破壞，這種擊穿稱為電一機械一熱擊穿。四、電介質(zhì)的導電性電子電導：載流子電子和空穴，傳遞電荷（高電場）離子電導：載流子離子和離子空位，接力式運動傳遞物質(zhì)微粒（低電場）傳導電流極化電流體電組率：表示介質(zhì)抵抗體積漏電性能由材料本質(zhì)決定；表面電阻率：表示介質(zhì)抵抗表面漏電的性能，與材料的表面狀況及周圍環(huán)境關(guān)系很大。如：材料表面濕度。謝謝！《化妝品術(shù)語》起草情況匯報中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標準的立項和下達時間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標委會都要建立自己的術(shù)語標準。1ONE二、標準經(jīng)費標準研制經(jīng)費：3.8萬三、標準的立項意義術(shù)語標準有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標準一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標準體系中的基礎(chǔ)標準，術(shù)語標準在各個領(lǐng)域的標準體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標準體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標準的制定就顯得尤為重要。四、標準的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標準中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學性對于沒有國標或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時體現(xiàn)科學性的原則。4.實用性在標準體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標準的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標準、文獻并對國外文獻如美國21CFR進行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學術(shù)語、毒理學術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評價術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標準；3.對于毒理學、衛(wèi)生化學、微生物學術(shù)語進行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會會議意見：1.修改能引用國家標準的盡量引用國家標準；對存在歧義的個別用詞進行修改。2.刪除由于本標準中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會所制定的某個標準存在重復，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標準的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實施細則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國家標準如：GB5296.3-2008消費品使用說明化妝品通用標簽，GB/T14666-2003分析化學術(shù)語等；5.國內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評價》等。七、標準的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語3.毒理學試驗方法術(shù)語4.衛(wèi)生化學檢驗方法術(shù)語5.微生物檢驗方法術(shù)語6.人體安全性和功效性評價術(shù)語7.常用原料術(shù)語8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語39條涉及化妝品的基本定義、化妝品生產(chǎn)和監(jiān)督管理中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語。2).毒理學試驗方法術(shù)語40條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中涉及的術(shù)語，以及在毒理學領(lǐng)域出現(xiàn)頻率較高、與化妝品毒理學試驗方法聯(lián)系較密切的術(shù)語。3).衛(wèi)生化學檢驗方法術(shù)語22條收錄了化妝品的衛(wèi)生化學檢驗方法中較常用的術(shù)語。

4).微生物檢驗方法術(shù)語6條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中所涉及的術(shù)語。5).人體安全性和功效性評價術(shù)語38條收錄了人體安全性和功效性評價的常用術(shù)語。6).常用原料術(shù)語55條收錄了常用原料術(shù)語，與《化妝品管理及安全性和功效性評價》保持一致，并根據(jù)企業(yè)、專家的意見進行了適當修改。7).縮寫涉及國際機構(gòu)縮寫以及化妝品毒理學、化學、人體安全性和功效評價等領(lǐng)域?qū)I(yè)術(shù)語的縮寫34條。七、征求意見處理情況2009年2月20日，《化妝品術(shù)語》在全國公開范圍內(nèi)公開征求意見，截止到2009年3月末共收到來自企業(yè)、和社會各界的意見和建議共146條，分布情況如下：征求意見來源統(tǒng)計圖二一般術(shù)語三毒理學四化學五微生物六人體七原料八縮寫各部分征求意見采納情況統(tǒng)計圖二一般術(shù)語三毒理學四化學五微生物六人體七原料八縮寫各部