Поведение материалов в электрическом поле. Королёв А.П - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

49
узлам решётки и разогревают её вплоть до плавления. В разрядном канале
создаётся значительное давление, которое может привести к появлению
трещин или полному разрушению изолятора.
Чисто электрический пробой имеет место, когда исключено влияние
электропроводности и диэлектрических потерь, обусловливающих нагрев
материала, а также отсутствует ионизация газовых включений.
В случае однородного поля и полной однородности структуры мате-
риала пробивные напряжённости при электрическом пробое могут слу-
жить мерой электрической прочности вещества. Такие условия удаётся
наблюдать у монокристаллов многих окислов, щёлочно-галоидных соеди-
нений и некоторых органических полимеров. При этом E
пр
достигает бо-
лее 1000 МВ/м. Электрический пробой наблюдается у большинства ди-
электриков при кратковременном (импульсном) воздействии напряжения.
Тонкие плёнки могут обладать существенно более высокой электри-
ческой прочностью, нежели массивные образцы. Это свойство получило
название электрического упрочнения материалов. Его использование по-
зволяет повысить надёжность плёночной изоляции микроэлектронных
элементов и устройств, поскольку эксплуатационные значения напряжён-
ности поля в тонких плёнках (~10
8
В/м) близки к пробивным для объём-
ных образцов.
Тепловой пробой возникает в том случае, когда количество тепловой
энергии, выделяющейся в диэлектрике за счёт диэлектрических потерь,
превышает то количество энергии, которое может рассеиваться в данных
условиях; при этом нарушается тепловое равновесие, а процесс приобре-
тает лавинообразный характер.
Явление теплового пробоя сводится к разогреву материала в электри-
ческом поле до температур, соответствующих расплавлению, обуглива-
нию и пр. Электрическая прочность при тепловом пробое является харак-
теристикой не только материала, но и изделия из него, тогда как электри-
ческая прочность при электрическом пробое служит характеристикой са-
мого материала. Пробивное напряжение, обусловленное нагревом диэлек-
трика, связано с частотой напряжения, условиями охлаждения, температу-
рой окружающей среды и др. Кроме того, «электротепловое пробивное
напряжение» зависит от нагревостойкости материала; органические ди-
электрики (например, полистирол) имеют более низкие значения электро-
тепловых пробивных напряжений, чем неорганические (кварц, керамика),
при прочих равных условиях вследствие их малой нагревостойкости.
Типичными признаками теплового пробоя является экспоненциаль-
ное уменьшение пробивного напряжения с ростом температуры окру-
жающей среды, а также снижение электрической прочности с увеличени-

Страницы