关于高聚物绝缘体介绍

[拼音]：gaojuwu jueyuanti

[外文]：polymer insulators

电阻率(电导率的倒数)在109～1018欧·厘米的材料称为绝缘体。除非具有特殊结构者外（见高聚物半导体、导体、超导体），高聚物一般都是优良的绝缘体。聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等聚烯烃的体积电阻率都可达1018欧·厘米。一般高聚物绝缘体的工作温度为4～450开，工作电场强度为200～1 500千伏／厘米，工作频率为0～109赫。

高聚物绝缘体的分子是由原子通过共价键形成的，没有自由电子和自由离子。高聚物固体是高分子的聚集体，分子间作用力小，分子间的距离较大，电子云重叠很差，即使分子内有在外场下可移动的载流子──电子，也很难从一个分子迁移到另一个分子，即电子是定域化的。因此高聚物材料一般是绝缘体。

由于影响高聚物电导率的因素比较复杂，包括大分子形态、聚集态结构、杂质成分和含量等，因此，高聚物电导理论至今仍不完善。

可用σ表示：σ＝n·q·μ，式中n为单位体积内载流子数目；q为每个载流子所带的电荷；μ为载流子的迁移率。 理论计算表明，高聚物绝缘体的电阻率可高达1024 欧·厘米，而实测的数据要小几个数量级。这是因为高聚物绝缘体中载流子主要来自外部杂质，如微量单体、残留的催化剂和其他助剂以及在电场下电离的微量水。载流子迁移率μ 是单位电位梯度下载流子在高聚物绝缘体中运动的速率。μ 取决于载流子的相互碰撞及其同原子碰撞中损失的能量和从外场获得的能量之间的平衡。

高聚物的电导率与绝对温度 T之间的关系通常满足，式中σ0为常数；Ec为电导活化能；k为玻耳兹曼常数;T为绝对温度。在交变电场下要求高聚物绝缘体有低的介电损耗及一定的介电常数，介电损耗高会使绝缘体发热损坏。

高聚物绝缘体具有较高的介电强度。当加在绝缘体两面的电压增加到某一临界值时，就发生局部导电，电流骤增，并产生永久性的破坏，这种现象称为介电击穿。介电强度是表征该绝缘材料耐电压的极限，用介质在均匀电场中击穿电压与介质厚度之比来表示。在标准状态下，空气的介电强度大约为32千伏／厘米，高聚物绝缘体的介电强度一般在200～1500千伏／厘米。

由于高聚物的绝缘性受外部杂质和微量水分的影响很大，选用高聚物绝缘材料时，除考虑材料本身的绝缘性能外，还必须考虑杂质、湿度、温度等因素对绝缘性能的影响。