10,734
次編輯
變更
绝缘体
,無編輯摘要
}}
'''绝缘体'''又称 [[ 电介质 ]] ，是一种阻碍 [[ 电荷 ]] 流动的材料。在绝缘体中，价带 [[ 电子 ]] 被紧密的束缚在其 [[ 原子 ]] 周围。这种材料在电气设备中用作绝缘体，或称起绝缘作用。其作用是支撑或分离各个电 [[ 导体 ]] ，不让 [[ 电流 ]] 流过。
中文名称：绝缘体
又称：电介质
释义：不善于传导 [[ 电流 ]] 的物质或不容易导电的物体
=='''简介'''==
[[File:Image044.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=d16850760965ad7b65264484e253245e&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://spro.so.com/searchthrow/api/midpage/throw?ls=s112c46189d&lm_extend=ctype:3&ctype=3&q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&rurl=http%3A%2F%2Fres.tongyi.com%2Fresources%2Farticle%2Fstudent%2Fothers%2F0115%2Fc3%2F47.htm&img=http%3A%2F%2Fres.tongyi.com%2Fresources%2Farticle%2Fstudent%2Fothers%2F0115%2Fc3%2F47.files%2Fimage044.jpg&key=t01b98e1006714b85bc.jpg&s=1573180744097 图片来源于360搜索网]]]
不善于传导 [[ 电流 ]] 的物质称为绝缘体（Insulator），绝缘体又称为 [[ 电介质 ]] 引。它们的 [[ 电阻率 ]] 极高。绝缘体的定义：不容易 [[ 导电 ]] 的物体叫做绝缘体。 绝缘体和 [[ 导体 ]] ，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。这里要注意：导电的原因：无论 [[ 固体 ]] 还是 [[ 液体 ]] ，内部如果有能够自由移动的 [[ 电子 ]] 或者 [[ 离子 ]] ，那么他就可以导电。没有自由移动的 [[ 电荷 ]] ，在某些条件下，可以产生导电粒子，那么它也可以成为 [[ 导体 ]] 。<ref>[http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 拓扑绝缘体——一种新的量子材料],超星网</ref>
=='''结构特点'''==
绝缘体是指在通常情况下不传导 [[ 电流 ]] 的物质。又称 [[ 电介质 ]] 。绝缘体的特点是 [[ 分子 ]] 中正负 [[ 电荷 ]] 束缚得很紧，可以自由移动的带电粒子极少，其 [[ 电阻率 ]] 很大，约为10~10欧姆 •米，所以一般情况下可以忽略在外 [[ 电场 ]] 作用下自由电荷移动所形成的宏观电流，而认为是不导电的物质。
绝缘体可分为气态(如氢、氧、氮及一切在非电离状态下的气体)、液态(如纯水、油、漆及有机酸等)和固态(如 [[ 玻璃 ]] 、 [[ 陶瓷 ]] 、 [[ 橡胶 ]] 、 [[ 纸 ]] 、 [[ 石英 ]] 等)三类。
固态的绝缘体又分为晶体和非晶体两种。实际的绝缘体并不是完全不导电的，在强电场作用下，绝缘体内部的正负 [[ 电荷 ]] 将会挣脱束缚，而成为自由电荷，绝缘性能遭到破坏，这种现象称为 [[ 电介质 ]] 的击穿。 [[ 电介质 ]] 材料所能承受的最大 [[ 电场强度 ]] 称为击穿场强。
[[File:T0187f52aec188bddce.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=6acc57e574c425b24f78af39b0ce8ac6&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 图片来源于超星网]]]
在绝缘体中，存在着束缚 [[ 电荷 ]] ，在外 [[ 电场 ]] 作用下，这种 [[ 电荷 ]] 将作微观位移，从而产生极化电荷，就是所谓 [[ 电介质 ]] 的极化。电介质按其物理性能可分为各向同性电介质和各向异性电介质两种。就极化机制可分为无极分子和有极分子两种。 [[ 绝缘体 ]] 在工程上大量用作电气 [[ 绝缘材料 ]] 、 [[ 电容器 ]] 的介质和特殊的电介质器件如压电晶体等。[1]
绝缘体的传导性决定于物质中 [[ 电子 ]] 的行为.晶体中的电子行为取决于能带结构.导带全空，价带全满的物质即为绝缘体，导带底和价带顶的能量差(带隙)很大时，在通常的 [[ 电场 ]] 下不导电.对于能隙较小的物质，在温度较低时虽为绝缘体，但 [[ 温度 ]] 升高时，价带电子被激发到导带，也会导电.另外，带隙中的杂质能级上的电子或空穴激发到导带或价带时，也会导电。这两种情况的物质通常称为 [[ 半导体]].当用能量大于带隙的光照射绝缘体时，价带电子被激发到导带，在价带留下空穴，这二者都可导电，这种现象称为光电导. 。 大多数绝缘体都有极化性质，因此绝缘体有时也称为电介质.绝缘体在一般电压下是绝缘的，当 [[ 电压 ]] 增加到一定限度时，将发生介电击穿，绝缘状态破坏.[2]
=='''绝缘材料分类'''==
[[File:T018e24bf0f57e79c20.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=f6be22c5f18ca31dd5fdb08f20e9ce05&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=e45b28f5dac0d65a6593c089df14b6c0&prevsn=340&currsn=400&ps=427&pc=60 原图链接][http://www.lovfp.com/toutiaojy/20180401A16ISX00.html 图片来源于爱学网]]]
所谓绝缘 资 材 料,也就是 [[ 电阻率 ]] 较高的资料,可以阻止 [[ 电流 ]] 经过,确保人身安全的一种 资 材 料。绝缘资料的品种许多,一般区分为 [[ 气体 ]] 、 [[ 液体 ]] 和 [[ 固体 ]] 三类。
1、 [[ 气体 ]] 绝缘材料:包含 [[ 空气 ]] 、 [[ 氮气 ]] 、 [[ 六氟化硫 ]] 。
2、 [[ 液体 ]] 绝缘材料:包含矿藏绝缘油、合成绝缘油。
3、 [[ 固体 ]] 绝缘材料:分为有机固体绝缘资料和无机固体绝缘资料,有机固体绝缘资料包含胶、绝纸、纤维制品、 [[ 塑料 ]] 、 [[ 橡胶 ]] 、复合制品和粘带等;无机固体绝缘资料包含 [[ 玻璃 ]] 、 [[ 陶瓷 ]] 及其制品等。<ref>[http://ent.sina.com.cn/y/2008-05-22/15342033661.https://www.zhuzhai.com/news/read-6427.htmlshtml 绝缘体的材料是怎么分类的？它的等级又是怎么划分的？],住宅在线网，2018-09-14 </ref>
=='''性能分析'''==
[[File:1538699956841bdc563ab12.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=65aff671847a9619504667c32752922f&prevsn=0&currsn=100&ps=127&pc=59 原图链接][https://www.toutiao.com/i6608666137859195406/ 图片来源于头条网]]]
绝缘体是一种可以阻止热(热绝缘体)或 [[ 电荷]](电绝缘体)流动的物质。电绝缘体的相对物质就是 [[ 导体 ]] 和 [[ 半导体 ]] ，他们可以让 [[ 电荷 ]] 通畅的流动(注:严格意义上说，半导体也是一种绝缘体，因为在低温下他会阻止 [[ 电荷 ]] 的流动，除非在 [[ 半导体 ]] 中掺杂了其他 [[ 原子 ]] ，这些原子可以释放出多余的电荷来承载电流)。术语电绝缘体与 [[ 电介质 ]] 有相同的意思，但是两种术语分别用在不同的领域中。 <ref>[http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 拓扑绝缘体——一种新的量子材料],超星网</ref>
一个完全意义上的热绝缘体，根据 [[ 热力学第二定律 ]] 是不可能存在的。然而，有一些材料(如 [[ 二氧化硅]])就非常接近真正的电 [[ 绝缘体 ]] ，从而产生了闪存技术。一个更大类别的材料，如， [[ 橡胶 ]] 和很多的 [[ 塑料 ]] ，对于家庭和办公室配线来说都是"完美"的，没有安全性方面的隐患， 并且效率也很高。在没有发明出更好的合成(物理或化学反应)物质前，在大自然的固有物质中， [[ 云母 ]] 和 [[ 石棉 ]] 都可以作为很好的热和电绝缘体。
===导电性===
[[File: 王振耀9317e7fcd45956c5a34a034e49d8279d.jpg|缩略图|居中|250px|[httphttps://pic8image.nipicso.com/20100621/2163148_003328533247_2.jpg view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=f6be22c5f18ca31dd5fdb08f20e9ce05&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=2022f38daf3cdbaf27a42e2a0ba5ff43&prevsn=340&currsn=400&ps=427&pc=60 原图链接][httphttps://www.nipicxianjichina.com/showspecial/3317755detail_380376.html 图片来源于 呢图 贤集 网]]]绝缘体是不存在电导的物质。电子能带理论指出，固体中的电子仅允许存在于一定的能量状态，这些能量状态形成彼此分离的能带。电子趋向于先占据能量最低的能带，在绝对零度能够被填满的能量最高的能带叫做价带，价带之上的能带叫做导带，价带和导带之间的空隙叫做能隙。在绝对零度以上，价带电子部分被激发而跃迁至导带，成为导带电子，并在价带留下空穴。
在常温下，[[半导体]]由于能隙较小，可以通过热激发而形成电子空穴 对 于 ，因而具有一定的电导。相反，绝大多数 绝缘体 通常具有非常大的带隙宽度 ， 总存在一个击穿电压，这个电压能给予 价带电子 足够的能量，将其 很难被 激发 到 至 导带 。一旦超过了击穿 ，因此绝缘体的载流子浓度极低，相应地 电 压 导也极低 ， 或者说 这种材料 就不再 绝缘 了。然而，击穿通常伴随着破坏材料绝缘性的物理或化学变化 。
对于绝缘体，总存在一个击穿电压，这个[[电压]]能给予价带电子足够的能量，将其激发到导带。一旦超过了击穿电压，这种材料就不再绝缘了。然而，击穿通常伴随着破坏材料绝缘性的物理或化学变化。 以上讨论仅涉及电子导电。除了不存在电子导电，绝缘体中也不能有其他移动电荷带来的电导。例如，如果液体或气体中有 [[ 离子 ]] 存在，离子可以定向移动形成 [[ 电流 ]] ，因而这种材料是导体。电解液或等离子体都是导体，不管有没有电子的流动存在。
===击穿性===
绝缘体都会受到电击穿的影响。当外加 [[ 电场 ]] 超过某个阈值，(这个阈值与材料的能隙宽度成正比)，绝缘体将突然转变为 [[ 导体 ]] ，并可能带来灾难性的后果。在电击穿过程中，自由 [[ 电子 ]] 被强 [[ 电场 ]] 加速到足够高的速度，这些高速电子与束缚电子撞击，能使束缚电子脱离原子的束缚(电离)。新的自由电子又能被加速并撞击其他原子，产生更多的自由 [[ 电子 ]] ，形成一个链式反应。很快绝缘体中将会充满可移动的载流子，因此其 [[ 电阻 ]] 将降至一个很低的水平。在空气中，电晕放电是高电压导体附近的正常 [[ 电流]];电弧放电是非正常，不希望见到的电流。相似地，击穿可以发生在任何绝缘体，甚至是固体中。甚至连 [[ 真空 ]] 都存在某种形式的击穿，但这种击穿或称真空电弧与电极表面的电子发射有关，而不是由真空本身产生的。[3]
=='''用途介绍'''==
[[[[File:2011818174214.jpg|缩略图]]|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=bf20362a5b11793cb0f8001e96ebdbe5&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://www.jdzj.com/products/2011-8-18/8106983-1.html 图片来源于机电之家网]]]
绝缘体通常用做 [[ 电缆 ]] 的外表覆层。事实上 [[ 空气 ]] 本身就是一种绝缘体，并不需要其他的物质进行绝缘。高压输电线就是通过空气绝缘的，因为使用 [[ 固体]](例如 [[ 塑料]])覆层并不实际。然而， [[ 导线 ]] 相互接触可能造成短路和火灾。在同轴电缆中，中心的导体必须位于正中，以防止 [[ 电磁波 ]] 的反射。另外，任何高于60V的 [[ 电压 ]] 都会对人体造成电击或触电危险。使用绝缘体作为外表覆层可以防止这些问题。
在 [[ 电子 ]] 系统中，印刷电路板通常由环氧 [[ 塑料 ]] 和 [[ 玻璃 ]] 纤维制成，不导电的基板对铜导线层起支撑作用。在电子设备中，微小而精密的有效部件镶嵌在不导电的 [[ 环氧树脂 ]] ， [[ 酚醛树脂 ]] ， [[ 玻璃 ]] 或 [[ 陶瓷 ]] 涂覆层之中。<ref>[http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 拓扑绝缘体——一种新的量子材料],超星网</ref>
在诸如晶体管和集成电路等微电子元器件中，掺杂的 [[ 硅 ]] 材料通常是一种导体。但是通过在 [[ 氧气 ]] 环境加热，硅也可以很容易地转变为绝缘体。硅被氧化将得到 [[ 石英 ]] ，也叫 [[ 二氧化硅 ]] 。
在带有 [[ 变压器 ]] 和 [[ 电容器 ]] 的高压系统中，液态的绝缘的机油通常用来防止电弧放电的发生。在需要承受相当高的电压而不被电击穿的地方，人们用油替代空气进行绝缘。其他的绝缘方法包括使用陶瓷，玻璃，真空等，或者在导线相距很远时亦可使用空气作为绝缘。