材料的電學(xué)性能課件

1、 材料的電學(xué)性能 師體海1 導(dǎo)電性 2 晶體的能帶3 金屬、合金的導(dǎo)電性4 超導(dǎo)電性5 接觸電性6 熱電性7 壓電性、8 鐵電性、9 光電性、10 磁電性11 紡織材料的電學(xué)性能材料的電學(xué)性能 1 導(dǎo)電性描述材料導(dǎo)電性的基本物理量： 電阻R、電阻率和電導(dǎo)率。電阻的測量： 電阻及電阻率的計算： 電阻率和電導(dǎo)率的關(guān)系: 根據(jù)電阻率和電導(dǎo)率的大小，判定材料導(dǎo)電性能好壞，并進行分類。導(dǎo) 體： 10-5 m半導(dǎo)體： 10-3 109 m造成材料導(dǎo)電性差異的主要原因:能帶結(jié)構(gòu)及其被電子填充的性質(zhì)有關(guān)。2 晶體的能帶晶體的能帶分為：價帶、禁帶和導(dǎo)帶。 晶體的導(dǎo)電性是其能帶分布的反映。其價帶是否被填滿，是否存

2、在禁帶，以及禁帶寬度的大小等因素決定其導(dǎo)電性能。2.1 導(dǎo)體和非導(dǎo)體的區(qū)別價帶導(dǎo)帶金屬導(dǎo)體的能帶分布特點:無禁帶第一種：價帶和導(dǎo)帶重疊。第二種：價帶未被價電子填滿，價帶本身就是導(dǎo)帶。價帶（導(dǎo)帶） 這兩種情況下的價電子就是自由電子，所以金屬即使在溫度較低的情況下仍有大量的自由電子，具有很強的導(dǎo)電能力。半導(dǎo)體和絕緣體的能帶分布情況:在絕對零度時，滿價帶和空導(dǎo)帶，基本無導(dǎo)電能力。非導(dǎo)體的能帶分布特點:有禁帶 2.2半導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別禁帶寬度的大小。半導(dǎo)體：禁帶寬度小。絕緣體：禁帶寬度大。價帶導(dǎo)帶價帶導(dǎo)帶禁帶E禁帶E金剛石 E = 6 eV硅 E = 1.1 eV絕緣體半導(dǎo)體半導(dǎo)體: 禁帶寬度小。在

3、室溫下，一部分價電子能獲得大于禁帶寬度的能量E，躍遷到導(dǎo)帶中去，成為自由電子，同時在價帶中形成空穴，這樣就使半導(dǎo)體具有一些導(dǎo)電能力。絕緣體: 禁帶寬度大。在室溫下，幾乎沒有價電子能躍遷到導(dǎo)帶中去，故基本無自由電子和空穴，所以絕緣體幾乎沒有導(dǎo)電能力。金屬導(dǎo)電的機制：3 金屬、合金的導(dǎo)電性 在外電場的作用下，自由電子以波動的形式在晶體點陣中定向傳播。 在外電場的作用下，自由電子在導(dǎo)體中定向移動。經(jīng)典理論量子理論3.1 金屬導(dǎo)電的機制與馬基申定律根據(jù)量子電子論和能帶理論得出電導(dǎo)率計算公式： e 電子的電荷量，n* 單位體積內(nèi)的有效電子數(shù)，m*電子的有效質(zhì)量，電子兩次相鄰散射的時間間隔。令：（散射系數(shù)

4、）其中：則電阻率為：電阻的本質(zhì) 電子波在晶體點陣中傳播時，受到散射，從而產(chǎn)生阻礙作用，降低了導(dǎo)電性。 電子波在絕對零度下，通過一個理想點陣時，將不會受到散射，無阻礙傳播，電阻率為0。電阻產(chǎn)生的機制（3）晶體點陣的完整性被破壞（存在雜質(zhì)原子、晶 體缺陷等），對電子波產(chǎn)生散射。（1）晶體點陣離子的熱振動（聲子），對電子波產(chǎn) 生散射。（2）晶體點陣電子的熱振動，對電子波產(chǎn)生散射。原因（1）、（2）產(chǎn)生，0K時為0。電阻基本電阻：殘余電阻：原因（3）產(chǎn)生，0K時的電阻。馬基申定律金屬固溶體電阻率：基本電阻率(T)：由熱運動引起，與溫度有關(guān)。殘余電阻率C：決定于化學(xué)缺陷和物理缺陷， 與溫度無關(guān)。3.2

5、影響金屬導(dǎo)電性的原因1. 溫度對金屬電阻的影響（1）一般規(guī)律其大小決定于晶體缺陷的類型和數(shù)量。0 K 時：極低溫時：電子散射占主要地位，聲子散射很弱，基 本電阻與溫度的平方成正比。( T 2 K ) 隨著溫度的升高，聲子散射散射作用逐漸增強，并占據(jù)主導(dǎo)地位。 根據(jù)德拜理論，原子熱振動存在兩個規(guī)律性區(qū)域，區(qū)分區(qū)域的溫度被稱為德拜溫度D。時：時： 純金屬的電阻溫度系數(shù)大多近似為 ，過渡族金屬特別是磁性金屬較大，如鐵的值為（2）過渡族金屬和多晶型轉(zhuǎn)變 在過渡族金屬中電阻與溫度的關(guān)系復(fù)雜，Mott認為這是由于過渡族金屬中存在著不同的載體。 傳導(dǎo)電子有可能從 s- 殼層向 d- 殼層過渡，對電阻帶來明顯

6、影響。另外，在 時，s態(tài)電子在 d 態(tài)電子上的散射將變得很可觀。 因此，金屬室溫以上的線性關(guān)系被破壞。過渡族金屬金屬多晶型轉(zhuǎn)變 多晶型金屬的不同結(jié)構(gòu)具有不同的物理性質(zhì)，電阻溫度系數(shù)也不同，電阻率隨溫度變化將發(fā)生突變。（3）鐵磁金屬的電阻-溫度關(guān)系反常 鐵磁材料隨溫度的變化，在一定溫度下發(fā)生鐵磁-順磁的磁相轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致電阻-溫度關(guān)系反常。2. 受力情況對金屬電阻的影響（1）拉力的影響（2）壓力的影響 在彈性限度內(nèi)，單向拉伸或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力能提高金屬的電阻率。0 為無負荷電阻率， 應(yīng)力系數(shù)，為拉應(yīng)力。 對于大多數(shù)金屬，壓力能降低金屬的電阻率。3. 冷加工對金屬電阻的影響 冷加工的形變使金屬的電阻率提高

7、。4. 晶格缺陷對金屬電阻的影響 晶格缺陷使金屬的電阻率提高。5. 熱處理對金屬電阻的影響 冷加工后，再退火，可使電阻降低。當退火溫度接近于再結(jié)晶溫度時，可降低到冷加工前的水平。 但當退火溫度高于再結(jié)晶溫度時，電阻反而增大。新晶粒的晶界阻礙了電子的運動。 淬火能夠固定金屬在高溫時的空位濃度，而產(chǎn)生殘余電阻。淬火溫度越高，殘余電阻越大。6. 幾何尺寸效應(yīng)對金屬電阻的影響 當試樣的尺寸與導(dǎo)電電子的平均自由程在同一數(shù)量級時，電子在表面發(fā)生散射，產(chǎn)生附加電阻。7. 電阻率的各向異性 一般立方晶系的單晶體電阻表現(xiàn)為各向同性，但對稱性較差的六方、四方、斜方等晶系單晶體的導(dǎo)電性表現(xiàn)為各向異性。 多晶體各向同

8、性。3.3 合金的導(dǎo)電性3.3.1 固溶體的導(dǎo)電性1. 固溶體的電阻與組元濃度的關(guān)系 在形成固溶體時，與純組元相比，合金的導(dǎo)電性能降低（電阻增大）。即使是在低導(dǎo)電性的金屬溶劑中加入高導(dǎo)電性的金屬溶質(zhì)也是如此。原因主要原因：原子半徑差引起的晶格點陣畸變，增加了 對電子的散射，使得電阻增大。半徑差越 大，越明顯。（與合金熱阻的規(guī)律相同）另外還有：（1）雜質(zhì)對理想晶體的局部破壞。 （2）合金化對能帶結(jié)構(gòu)起了作用，改變了 電子能態(tài)的密度和有效電子數(shù)。 （3）合金化影響了彈性常數(shù)，點陣振動的 聲子譜改變。 在連續(xù)固溶體中，合金成分距組元越遠，電阻率越高。在二元合金中，最大電阻率一般出現(xiàn)在 50% 濃度處

9、，而且比組元電阻高幾倍。s4.1 超導(dǎo)電性什么是超導(dǎo)體？1. 零電阻 將超導(dǎo)體冷卻到某一臨界溫度（TC）以下時電阻突然降為零的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體的零電阻現(xiàn)象。不同超導(dǎo)體的臨界溫度各不相同。1911年昂納斯首先發(fā)現(xiàn)，汞在低于臨界溫度4.15K時電阻變?yōu)榱恪? 超導(dǎo)電性、接觸電性、熱電性 目前已查明在常壓下具有超導(dǎo)電性的元素金屬有32種（如右圖元素周期表中青色方框所示），而在高壓下或制成薄膜狀時具有超導(dǎo)電性的元素金屬有14種（如右圖元素周期表中綠色方框所示）。 元素的超導(dǎo)電性參數(shù)？ 超導(dǎo)現(xiàn)象首先是在導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)的，其轉(zhuǎn)變溫度最高的是Nb3Ge為23.2K。 1986年貝諾茲和穆勒在對La-Be-Cu-O

10、系的研究中發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象，其轉(zhuǎn)變溫度達到35K。 開始了新型超導(dǎo)體的研究熱潮，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度不斷被提高。 Y-Be-Cu-O系（ 90K ）， Be-Sr-Ca-Cu-O系（ 110K ），Ti-Be-Ca-Cu-O系（ 120K ），被稱為高溫超導(dǎo)體。超導(dǎo)體的性能1、完全的導(dǎo)電性 昴尼斯實驗證明： 超導(dǎo)體在超導(dǎo)態(tài)時是等電位的，電阻為0。 將超導(dǎo)體做成環(huán)在溫度TTC放入磁場中，環(huán)中無電流。將溫度降到Tc以下，也無電流產(chǎn)生，此時撤去磁場，環(huán)內(nèi)將有感生電流產(chǎn)生，電流不隨時間而衰減。表明超導(dǎo)體在超導(dǎo)態(tài)時是等電位的，電阻為0。2. 完全抗磁性 當超導(dǎo)體冷卻到臨界溫度以下而轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)后，只要周圍的外加磁

11、場沒有強到破壞超導(dǎo)性的程度，超導(dǎo)體就會把穿透到體內(nèi)的磁力線完全排斥出體外，在超導(dǎo)體內(nèi)永遠保持磁感應(yīng)強度為零。超導(dǎo)體的這種特殊性質(zhì)被稱為“邁斯納效應(yīng)”。 邁斯納效應(yīng)與零電阻現(xiàn)象是超導(dǎo)體的兩個基本特性，它們既互相獨立，又密切聯(lián)系。 超導(dǎo)體的完全抗磁性機理： 這是由于外磁場在試樣表面感應(yīng)產(chǎn)生一個感應(yīng)電流，此電流由于所經(jīng)路徑電阻為零，故它所產(chǎn)生的附加磁場總是與外磁場大小相等，方向相反，因而使超導(dǎo)體內(nèi)的合成磁場為零。 因此感應(yīng)電流能將外磁場從超導(dǎo)體內(nèi)擠出，故稱抗磁感應(yīng)電流或屏蔽電流。超導(dǎo)電性的影響因素和基本臨界參數(shù) 溫度（TC）超導(dǎo)體必須冷卻至某一臨界溫度以下才能保持其超導(dǎo)性。臨界電流密度（JC）通過超

12、導(dǎo)體的電流密度必須小于某一臨界電流密度才能保持超導(dǎo)體的超導(dǎo)性。臨界磁場（HC）施加給超導(dǎo)體的磁場必須小于某一臨界磁場才能保持超導(dǎo)體的超導(dǎo)性。以上三個參數(shù)彼此關(guān)聯(lián)，其相互關(guān)系如右圖所示。 超導(dǎo)材料的應(yīng)用超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲能。 由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下具有零電阻和完全的抗磁性，因此只需消耗極少的電能，就可以獲得10萬高斯以上的穩(wěn)態(tài)強磁場。而用常規(guī)導(dǎo)體做磁體，要產(chǎn)生這么大的磁場，需要消耗3.5兆瓦的電能及大量的冷卻水，投資巨大。超導(dǎo)磁體可用于制作交流超導(dǎo)發(fā)電機、磁流體發(fā)電機和超導(dǎo)輸電線路等。1957年，巴丁、庫柏和施瑞費發(fā)現(xiàn)BCS理論。超導(dǎo)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因： 超導(dǎo)現(xiàn)象的物理本質(zhì) 是由

13、于超導(dǎo)體中的電子在超導(dǎo)態(tài)時，電子之間存在著特殊的吸引力，使得電子雙雙結(jié)成電子對（庫柏電子對），它是超導(dǎo)態(tài)電子與經(jīng)各點陣相互作用的結(jié)果。 當超導(dǎo)態(tài)中的某一電子在晶體中運動時，它周圍的正離子點陣將被這個電子的吸引向其靠攏以降低靜電能，從而使此局部區(qū)域的正電荷的密度增加，而這個正電荷區(qū)域又會對另一個電子產(chǎn)生吸引力，正是這種引力克服了電子間的靜電斥力，使得兩個動量和自旋方向相反的電子結(jié)成電子對。成為庫柏電子對。超導(dǎo)態(tài)由于電子結(jié)成庫柏對，使得能量降低而成為穩(wěn)定態(tài)。當兩種材料在它們接觸的效界面上產(chǎn)生的載流子的某種行為，由此引起的兩種材料單獨存在時所沒有的新的電學(xué)效應(yīng)，稱為接觸電效應(yīng)。存在于兩種不同材料接觸

14、之中。如：金屬-金屬，金屬-半導(dǎo)體，金屬-電解質(zhì)溶液，P型半導(dǎo)體-N型半導(dǎo)體，金屬-氧化物-半導(dǎo)體。2.11.1 金屬-金屬的接觸電效應(yīng) 1. 金屬電子的逸出功 金屬中自由電子逃逸出金屬表面所需要的最小能量。用表示5 接觸電性5 接觸電性金屬表面勢壘 -E0電子具有的最大動能，費米能EF，逸出功 = E0 - EF 逸出點位 V= /e 金屬的逸出功在光電子發(fā)射，熱電子發(fā)射，溫差電現(xiàn)象等用重要應(yīng)用。2. 金屬-金屬接觸（MM結(jié)）5 接觸電性 兩個不同的金屬相互緊密接觸時，在接觸面附近形成的特殊區(qū)域。電子擴散5 接觸電性接觸電位差形成的原因之一：兩種金屬逸出功不同電子發(fā)生擴散形成空間電場擴散和漂

15、移相互競爭達到平衡狀態(tài)形成一定的電位差電位差：5 接觸電性接觸電位形成的原因之二：兩種金屬的自由電子密度不同電子發(fā)生擴散形成空間電場擴散和漂移相互競爭達到平衡狀態(tài)形成一定的電位差金屬的接觸電位差為這兩個原因形成電位差的疊加。材料中存在電位差時會產(chǎn)生電流，存在溫度差時會產(chǎn)生熱流，故因電位差、溫度差、電流、熱流之間存在著交叉聯(lián)系，構(gòu)成熱電效應(yīng)。2.12.1 第一熱電效應(yīng)-塞貝克效應(yīng) 兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成一個閉合回路時，若在兩接頭處存在溫度差則回路中將有電位差及電流產(chǎn)生，稱為塞貝克效應(yīng)。電位差與溫度差成正比。6 熱電性6 熱電性溫差電位差形成機制： 熱端的高能電子向冷端熱擴散，在兩端分別形

16、成異號電荷積累區(qū)，形成內(nèi)電場，當擴散和漂移平衡時，形成穩(wěn)定的電位差。溫差越高，電位差越大。不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）熱電勢率不同。6 熱電性 不同導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）接觸形成的接觸電位差，是影響這一現(xiàn)象另一個原因。（在不同溫度下接觸電位不同）6 熱電性5、塞貝克效應(yīng)的應(yīng)用（1）溫度的測量（金屬）（2）溫差發(fā)電（半導(dǎo)體）塞貝克效應(yīng)在半導(dǎo)體中比在金屬中更為顯著。6 熱電性 第二熱電效應(yīng)-玻爾帖效應(yīng) 當有電流通過兩個不同導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成的回路時，除產(chǎn)生不可逆的焦爾熱外，還要有兩接頭處分別出現(xiàn)吸收或放出熱量Q的現(xiàn)象，Q稱為玻爾帖熱，此現(xiàn)象為玻爾帖效應(yīng)，被認為是塞貝克效應(yīng)的逆效應(yīng)。被用于溫差制冷。原因：接觸

17、電位區(qū)的存在。電子在通過接觸區(qū)被減速時，動能減少，與原子碰撞后獲得能量，吸熱。反之放熱。6 熱電性 第三熱電效應(yīng)-湯姆遜效應(yīng) 當電流通過具有一定溫度梯度的導(dǎo)體時，會有一橫向熱流流入或流出導(dǎo)體，其方向視電流的方向和溫度梯度的方向而定，此現(xiàn)象為湯姆遜效應(yīng)。原因：電子在通過溫差電位區(qū)被減速時，動能減少，與原子碰撞后獲得能量，吸熱。反之放熱。6 熱電性 熱電子效應(yīng) 固體受熱后，出現(xiàn)大量電子逸出固體進入真空，形成電子發(fā)射的熱電現(xiàn)象稱為熱電子效應(yīng)。1、熱電子發(fā)射機理固體受熱，內(nèi)部自由電子的動能增加，當溫度足夠高、動能足夠大（大于逸出功），電子逸出固體表面。2、熱電子效應(yīng)的應(yīng)用電子管、X射線管，陰極射線管，

18、電子顯微鏡等6 熱電性4.3 壓電效應(yīng)定義：在某些晶體（絕緣介電材料）的一定方向上施加壓力或拉力，則在晶體的一些對應(yīng)的表面上分別出現(xiàn)正、負電荷，其電荷密度與施加的外力大小成正比。力致形變產(chǎn)生電極化。晶體的非中心對稱性是產(chǎn)生壓電效應(yīng)的必要條件。常見的壓電晶體： 石英晶體、鈦酸鋇、鈮酸鋰等。7 壓電性2.13.2 壓電效應(yīng)的應(yīng)用壓電振蕩器(石英振蕩器）超聲發(fā)射器和接收器信號處理器壓電發(fā)電機、壓電馬達7 壓電性8 鐵電性鐵電性 介電材料中，無外加電場時，宏觀上并不表現(xiàn)出極化現(xiàn)象。在外電場的作用下，具有電極化滯后的現(xiàn)象（電滯）。這類材料稱為鐵電體。 鐵電體由于自發(fā)極化可以在內(nèi)部形成若干均勻極化的區(qū)域，

19、它們的極化方向不同，這些區(qū)域稱為電疇。晶體宏觀上不表現(xiàn)出電極性。 鐵電體的特征是具有電疇結(jié)構(gòu)的晶體，這些電疇的界面稱為“疇壁”。原因：8 鐵電性9 光電性光電性：某些物質(zhì)（金屬和半導(dǎo)體）受到光照后，引起物質(zhì)電性發(fā)生變化。原因： 是光子與電子相互作用的結(jié)果。光子主要是被吸收或改變頻率和方向；電子發(fā)生能量和狀態(tài)的變化，從束縛區(qū)域的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到比較自由的狀態(tài)，因而導(dǎo)致物質(zhì)電性的變化。2.16.1 外光電效應(yīng) 固體受光照后從表面逸出電子的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)或光電發(fā)射效應(yīng)，逸出的電子稱為光電子。 近代物理已確認了光的波粒二象性，外光電效應(yīng)是光的粒子性的表現(xiàn)。同時愛因斯坦建立了如下公式：應(yīng)用：光電倍增管。用

20、于探測各種高能粒子。9 光電性2.16.2 內(nèi)光電效應(yīng) 物體受光照后無電子發(fā)射，但其電導(dǎo)率發(fā)生變化或產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。 1、光電導(dǎo)效應(yīng) 半導(dǎo)體受光輻射時，電導(dǎo)率增加而變得易于導(dǎo)電。 半導(dǎo)體不受光輻射時，導(dǎo)帶中的自由電子極少，近似空帶，而價電子全部束縛于滿的價帶中，故電導(dǎo)率很小。要打破電子的這種分布格局，就必須輸入能量，以破壞原子間的價鍵，將電子從價帶提升到導(dǎo)帶-光電導(dǎo)效應(yīng)。9 光電性應(yīng)用：（1）光敏電阻（2）紅外光電導(dǎo)探測器（3）高速光電開關(guān)（4）光電導(dǎo)攝像管（5）靜電復(fù)印機的有機光電導(dǎo)體等光探測器。（2）光磁電效應(yīng) 當在垂直與光照的方向上再加一個磁場，則在半導(dǎo)體的兩側(cè)端面間

21、將產(chǎn)生電位差，此現(xiàn)象稱為光磁電效應(yīng)。9 光電性（3）PN結(jié)光生伏特效應(yīng) 當光照射在PN結(jié)上，在PN結(jié)上會產(chǎn)生電動勢（電位差），此現(xiàn)象稱為PN結(jié)光生伏特效應(yīng)。9 光電性10 磁電性 將運動的導(dǎo)體，通電的導(dǎo)體或半導(dǎo)體置于磁場中，產(chǎn)生電動勢（電位差）、電阻變化等，這類磁致電變的現(xiàn)象稱為磁電效應(yīng)。2.17.1 霍爾效應(yīng) 磁場對載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的載流子有作用，致使產(chǎn)生橫向電位差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。普通金屬的霍爾效應(yīng)霍爾電壓與導(dǎo)體的寬度成正比?；舳禂?shù)RH=1/nq，與載流子的濃度n成反比，正、副由載流子所帶電荷決定。 金屬載流子是電子霍耳系數(shù)為負值。P型半導(dǎo)體為正值，N型半導(dǎo)體為負值。10 磁電性2

22、. 半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng) 特點：1）效應(yīng)更顯著；2）N型、P型3. 霍爾效應(yīng)的應(yīng)用10 磁電性2.17.2 磁電阻效應(yīng) 磁場對載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的載流子作用，致使電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁電阻效應(yīng)。 磁電阻效應(yīng)分為：物理磁電阻效應(yīng)、幾何磁電阻效應(yīng)。 物理磁電阻效應(yīng)是材料的電阻率隨磁場增大的效應(yīng)，故又稱磁電阻率效應(yīng)。 幾何磁電阻效應(yīng)是電阻隨樣品幾何形狀而變化。 產(chǎn)生磁電阻效應(yīng)的原因是磁場改變了載流子的漂移路徑，致使與外加電場同方向的電流分量減小，等價于電阻增大。磁場的方向與外電場相垂直時的磁電阻效應(yīng)稱為橫向磁電阻效應(yīng)，而二者平行時稱為縱向磁電阻效應(yīng)。10 磁電性2.17.3 磁生電效應(yīng) 磁動生電動勢

23、 磁感生電動勢10 磁電性2.9.2 電介質(zhì)的介電常數(shù)11 絕緣體的電學(xué)性能11 紡織材料的電學(xué)性能一.紡織材料的介電性 二.紡織材料的導(dǎo)電性 三.紡織材料的靜電65一、紡織材料的介電性 1.介電系數(shù) 介電現(xiàn)象：指絕緣體材料(也叫電介質(zhì)) 在外加電場作用下，內(nèi)部分子形成電極化的現(xiàn)象。 由于電介質(zhì)的極化，材料表面出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷使原電容器的電場強度減小，電容器的電容量增加（如圖）。 66 介電系數(shù)（介電常數(shù)） 衡量介電現(xiàn)象強弱的物理量，即材料在電場中被極化的程度，反映材料的儲電能力。67式中，C電容極板間填充電介質(zhì)時的電容量; C0電容器極板間為真空時的電容量。2. 常見紡織材料的介電常數(shù)

24、 工頻條件下（50HZ）： 空氣，1； 液態(tài)水，20； 干紡材料，25 68材料的介電常數(shù)（頻率f50Hz，T=2025，RH=65%）材料或纖維材料或纖維棉6滌綸3.02羊毛6錦綸4蠶絲4.2固態(tài)水8081粘纖7.7真空1醋纖3.56.4空氣13.應(yīng)用（1）測試紡織材料的回潮率 水的遠大于紡織材料，紡織材料重量一定回潮率不同，電容器的電容量不同。（2）測試紗線（條）的均勻性 紡織材料大于空氣的，平行金屬板電容器間的紗條粗細變化（纖維根數(shù)變化） ，電容量變化。 694.影響因素（1）纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu) 分子量、極性基團的數(shù)量、堆砌密度（2）外部因素 溫度、回潮率、電場頻率70 4.介電損耗 在交變電場作用下，纖維材料的極性基團以及纖維內(nèi)部的水分子會發(fā)生極化，極化分子部分地沿著電場方向定向排列，并隨著電場方向的變換不斷地作翻轉(zhuǎn)交變?nèi)∠蜻\動，分子間發(fā)生碰撞、摩擦、生熱，消耗能量。 電介質(zhì)在電場作用下引起發(fā)熱而消耗能量，稱為介電損耗。71（1）紡材作為電工絕緣材料，介電損耗小為好，以免材料發(fā)熱引起老化。 （2）利用介電損耗，可對紡材進行烘干。同條件，水的介電損耗大，吸收絕大部分能量而很快蒸發(fā)，材料本身吸收的能量少。72二、導(dǎo)電性能 反映纖維材料導(dǎo)電性質(zhì)的指標比電阻。 1.指標（1）體積比電阻v（