Практикум по курсу «материалы и компоненты радиоэлектроники» для высших учебных заведений по специальностям

1.3.3
 
Виды электропроводности диэлектриков и способы увеличения

v
 и 

s
 
 
Электропроводность диэлектриков зависит от многих факторов и 
определяется: 
- агрегатным состоянием образца - газообразное, жидкое, твёрдое; 
- структурой вещества - атомная, ионная, молекулярная, кристаллическая, 
аморфная; 
- природой и химическим составом - простые вещества, сложные 
химические соединения, органические, неорганические соединения; 
- строением молекул - мономеры, полимеры, и их полярностью 
полярные, неполярные; 

---

6 
- гигроскопичностью - непоглощающие или поглощающие влагу, т.е. 
гидрофобные, гидрофильные вещества; 
- пористостью вещества; 
- наличием примесных атомов в объёме и адсорбированных атомов и 
загрязнений на поверхности. 
В каждом отдельном случае механизм и вид электропроводности 
устанавливается экспериментально. 
Газообразные 
диэлектрики 
в 
нормальных 
условиях 
обладают 
исключительно малой электропроводностью. Протекание тока обусловлено 
только наличием свободных электронов или ионов. Они появляются либо под 
действием внешних ионизирующих факторов, таких как рентгеновские, 
ультрафиолетовые, космические лучи, радиоактивное излучение или тепловое 
воздействие, либо за счёт ударной ионизации в сильных электрических полях. 
При нормальных условиях величина удельного сопротивления 
газообразных диэлектриков находится в пределах 

v
=10
15
Ом

м. 
Для 
жидких 
и 
твёрдых 
диэлектриков 
возможны 
все 
виды 
электропроводности. Однако электронная электропроводность является 
доминирующей в сильных электрических полях. 
Ионная 
электропроводность 
наблюдается 
у 
кристаллических 
диэлектриков за счёт ионов самого вещества, вырванных из узлов 
кристаллической решётки под действием теплового движения, либо за счёт 
ионов примесных атомов. Однако она наиболее характерна для аморфных 
веществ типа стёкол, смол, лаковых плёнок и компаундов в твёрдом состоянии, 
а также для жидких диэлектриков. 
Прохождение ионных токов сопровождается переносом вещества с 
образованием вблизи электродов новых химических веществ. Это явление 
называется 
электролизом
и используется в технике при нанесении различных 
покрытий. 
Молионная электропроводность
по своей физической сущности 
достаточно близка к ионной и наблюдается у жидких лаков и компаундов, 
увлажняющих масел, в коллоидных системах, представляющих собой смесь 
двух веществ (фаз), одно из которых в виде макроскопических частиц 
находится во взвешенном состоянии в другом веществе. Из коллоидных систем 
наиболее часто используются в электроизоляционной технике 
эмульсии 
(обе 
фазы - жидкости) и 
суспензии
(одна фаза твёрдое вещество, другая - жидкость). 
При наложении внешнего электрического поля молионы приходят в движение, 
и процесс сопровождается явлением 
электрофореза
, который отличается от 
электролиза тем, что не происходит образование новых веществ, а лишь 
изменяется концентрация одной фазы в другой за счёт осаждения молионов на 
электродах. Примером практического использования электрофореза является 
покрытие металлических предметов каучуком и смолами из их суспензий. 
Независимо от типа электропроводности величина удельного 
сопротивления жидких диэлектрических материалов, используемых в технике, 
находится в пределах 

v 
= 10
12
... 10
15
Ом

м. 

---

7 
Особенностью электропроводности твёрдых диэлектриков является 
наличие в них как объёмных, так и поверхностных токов. Поэтому их полная 
электропроводность складывается из объёмной и поверхностной и 
характеризуется 
сопротивлением изоляции
R
и