Электропроводность твердых диэлектриков

В используемых в технике твердых диэлектриках – бумагах, картонах, лаках, эмалях, компаундах, пленках, полимерах, керамиках и стеклах, слюдах и многих других характерной является ионная проводимость. При нагреве или освещении, действии радиации, света, сильного электрического поля сначала ионизируются содержащиеся в таких диэлектриках дефекты и примеси. Образовавшиеся таким образом ионы определяют низкотемпературную примесную область электропроводности твердого диэлектрика. Как и в жидком диэлектрике, ионы занимают места временного закрепления и относительно слабо связаны с окружающими частицами. В результате тепловых колебаний они преодолевают потенциальный барьер W, который составляет обычно 0,5-1,0 эВ, и скачком перемещаются в другое положение (так называемая «прыжковая» электропроводность). В электрическом поле такие перемещения ионов становятся направленными и они перемещаются по полю.

При большом нагреве или при более сильных других воздействиях ионизируются основные частицы, из которых построен твердый диэлектрик. Удельная проводимость изменяется с ростом температуры с большей скоростью, так как число основных ионов намного больше числа ионов, образовавшихся при ионизации дефектов или примесей. Потенциальный барьер W и энергия активации процесса электропроводности для основных ионов больше, чем для ионов и примесей. Эта область электропроводности называется высокотемпературной собственной.

 SHAPE \* MERGEFORMAT 

Зависимость удельной проводимости твердого диэлектрика с ионной проводимостью от температуры такая же как и для жидкого диэлектрика.

В процессе ионной электропроводности катионы и анионы обмениваются зарядами с электродами и таким образом нейтрализуются, на электродах осаждается металл, выделяются газы, собираются частички примесей. Может наблюдаться также постепенное разрушение металлического электрода и металл диффундирует в диэлектрик. В результате близ электродов могут образовываться длинные ветвистые тончайшие металлические нити, которые называют дендритами, диаметр их равен нескольким микронам. При больших температурах рост дендритов интенсифицируется и они могут прорасти через весь образец и замкнуть электроды накоротко.