工程電介質(zhì)物理與介電現(xiàn)象

第0章 緒言 第1章 電介質(zhì)的基本介電現(xiàn)象與物質(zhì)結(jié)構(gòu) 1.1 電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下的基本特性 1.1.1 介質(zhì)電導(dǎo) 1.1.2 介質(zhì)極化 1.1.3 介質(zhì)損耗 1.1.4 介質(zhì)擊穿 1.2 電介質(zhì)的功能特性 1.2.1 電-機(jī)械效應(yīng) 1.2.2 電熱效應(yīng) 1.2.3 電光效應(yīng) 1.2.4 電壓敏效應(yīng) 1.2.5 電阻正溫度系數(shù)(PTC)效應(yīng) 1.3 電介質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及分子運(yùn)動(dòng) 1.3.1 原子的結(jié)構(gòu) 1.3.2 固體中的作用力 1.3.3 分子速率和能量分布 1.4 電介質(zhì)理論的物理基礎(chǔ) 1.4.1 量子力學(xué)概論 1.4.2 固體能帶理論 第2章 電介質(zhì)在弱電場(chǎng)下的極化、電導(dǎo)與損耗 2.1 電介質(zhì)極化 2.1.1 電介質(zhì)極化的微觀過(guò)程與表征參數(shù) 2.1.2 非極性介質(zhì)電子位移極化與克一莫方程 2.1.3 極性介質(zhì)的轉(zhuǎn)向極化 2.1.4 離子型固體介質(zhì)的極化 2.1.5 鐵電體的極化 2.2 電介質(zhì)電導(dǎo) 2.2.1 離子晶體的離子電導(dǎo) 2.2.2 非離子性介質(zhì)的離子電導(dǎo) 2.2.3 液體介質(zhì)中的電泳電導(dǎo)與華爾屯定律 2.2.4 氣體介質(zhì)的電導(dǎo) 2.3 電介質(zhì)損耗 2.3.1 極化的建立過(guò)程 2.3.2 在交變電場(chǎng)下電介質(zhì)的損耗理論 2.3.3 復(fù)介電常數(shù)與科爾-科爾(Cole-Cole)圖 2.3.4 電介質(zhì)在正弦交變電場(chǎng)下的極化損耗特性 2.3.5 復(fù)合介質(zhì)的極化和損耗 第3章 電介質(zhì)的強(qiáng)場(chǎng)電導(dǎo)與擊穿 3.1 電接觸界面性質(zhì) 3.1.1 逸出功 3.1.2 界面接觸勢(shì)壘 3.1.3 金屬與介質(zhì)問(wèn)的電接觸 3.1.4 外電場(chǎng)對(duì)接觸勢(shì)壘的影響 3.2 強(qiáng)電場(chǎng)下電介質(zhì)中載流子的增殖過(guò)程 3.2.1 電極效應(yīng) 3.2.2 體效應(yīng) 3.3 強(qiáng)場(chǎng)下介質(zhì)中的電子輸運(yùn) 3.3.1 單晶介質(zhì)的能帶導(dǎo)電模型一擴(kuò)展態(tài)遷移率問(wèn)題 3.3.2 非晶態(tài)介質(zhì)的跳躍電導(dǎo)模型一局域態(tài)遷移率問(wèn)題 3.4 電介質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)下的電流特性 3.4.1 陷阱態(tài)與空間電荷 3.4.2 空間電荷限制電流 3.4.3 界面勢(shì)壘控制電流現(xiàn)象 3.5 氣體介質(zhì)的碰撞電離擊穿 3.5.1 湯森理論與巴申曲線 3.5.2 氣體放電的空間電荷效應(yīng) 3.5.3 負(fù)電性氣體的放電條件 3.6 固體介質(zhì)電擊穿的試驗(yàn)現(xiàn)象與理論模型 3.6.1 固體介質(zhì)電擊穿的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 3.6.2 本征電擊穿的理論模型 3.6.3 碰撞電離雪崩擊穿模型 3.6.4 隧道擊穿模型 3.6.5 陷阱空間電荷的影響 3.7 電介質(zhì)的熱擊穿 3.7.1 熱平衡基本方程 3.7.2 穩(wěn)態(tài)熱擊穿 3.7.3 瞬態(tài)熱擊穿 第4章 介質(zhì)的靜電及駐極特性 4.1 介質(zhì)帶電現(xiàn)象與靜電理論的發(fā)展 4.2 接觸帶電理論 4.2.1 金屬間的接觸 4.2.2 金屬與電介質(zhì)的接觸 4.2.3 絕緣體接觸帶電的離子輸運(yùn) 4.2.4 接觸后分離帶電 4.2.5 影響介質(zhì)帶電的因素 4.3 液體介質(zhì)的帶電 4.3.1 液體介質(zhì)的帶電機(jī)理 4.3.2 液體介質(zhì)在管道中流動(dòng)引起的帶電 4.4 駐極體 4.4.1 駐極體的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展 4.4.2 駐極體的基本特性和形成方式 4.4.3 駐極體基本理論 4.4.4 駐極體的應(yīng)用 第5章 聚合物的樹枝化擊穿 5.1 緒論 5.2 聚合物介質(zhì)的一些有關(guān)特性 5.2.1 與PE帶隙有關(guān)的光吸收 5.2.2 PE的光電導(dǎo)與載流子遷移率 5.2.3 電極針尖附近的電場(chǎng)與PE的高場(chǎng)電導(dǎo) 5.3 影響聚合物中電樹枝引發(fā)的各種因素 5.3.1 電樹枝引發(fā)與電極系統(tǒng)的關(guān)系 5.3.2 電樹枝引發(fā)的極性效應(yīng) 5.3.3 接地電樹枝 5.3.4 聚合物預(yù)處理對(duì)電樹枝引發(fā)的影響 5.3.5 浸漬氣體的影響 5.4 聚合物電樹枝的引發(fā)理論 5.4.1 氣隙放電論和麥克斯韋電機(jī)械應(yīng)力論 5.4.2 電荷的注入和抽出論 5.4.3 電樹枝引發(fā)階段的電荷轉(zhuǎn)移——電荷偏置模型 5.4.4 電致發(fā)光的光降解理論 5.4.5 聚合物電樹枝化的陷阱理論 5.5 聚合物電樹枝生長(zhǎng)的分形理論 5.5.1 NPW模型 5.5.2 WZ模型 第6章 電介質(zhì)的基本光學(xué)特性 6.1 電介質(zhì)的光頻諧振極化 6.1.1 電子諧振極化 6.1.2 離子諧振極化 6.2 電介質(zhì)的折射率與色散 6.2.1 介質(zhì)的折射率 6.2.2 介質(zhì)的色散 6.3 電介質(zhì)的光吸收與散射 6.3.1 光在介質(zhì)中的傳播 6.3.2 介質(zhì)的本征吸收與散射 6.3.3 電介質(zhì)的非本征吸收和散射 6.4 電介質(zhì)的其他光功能特性 6.4.1 電光效應(yīng) 6.4.2 非線性光學(xué)效應(yīng) 6.4.3 光子禁帶效應(yīng) 第7章 半導(dǎo)體器件中的介電問(wèn)題 7.1 半導(dǎo)體器件的耐壓和PN結(jié)的擊穿 7.1.1 PN結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)和反向耐壓特性 7.1.2 PN結(jié)耗盡區(qū)電場(chǎng)的寬度及耐壓 7.1.3 硅PN結(jié)的擊穿機(jī)理 7.1.4 PN結(jié)實(shí)驗(yàn)的擊穿規(guī)律 7.2 高壓半導(dǎo)體器件的表面電場(chǎng)與表面耐壓 7.2.1 PN結(jié)的表面擊穿與表面電場(chǎng) 7.2.2 表面電場(chǎng)與表面空間電荷區(qū)的測(cè)量方法 7.3 表面保護(hù)材料帶電及材料導(dǎo)電機(jī)理的探討 第8章 生物材料的介電特性及其應(yīng)用 8.1 生物體中的電磁現(xiàn)象 8.1.1 細(xì)胞膜電位及其變化規(guī)律 8.1.2 生物組織的壓電效應(yīng) 8.1.3 生物體的磁特性 8.2 生物材料的基本介電特性 8.2.1 生物電解質(zhì)溶液 8.2.2 生物大分子和細(xì)胞膜 8.2.3 生物組織的介電特性 8.3 生物介電效應(yīng)及其應(yīng)用 8.3.1 電場(chǎng)效應(yīng)及其應(yīng)用 8.3.2 電流效應(yīng)及其應(yīng)用 8.3.3 頻率溫度效應(yīng)及其應(yīng)用 8.4 生物電介質(zhì)研究進(jìn)展 8.4.1 電阻抗成像技術(shù) 8.4.2 細(xì)胞膜電穿孔技術(shù) 8.4.3 低頻高壓電磁場(chǎng)的生物醫(yī)學(xué)效應(yīng) 8.4.4 生物體的介電性質(zhì)及外電磁場(chǎng)對(duì)其影響作用探討 參考文獻(xiàn)