材料的电性能,指的是材料在受到外电场作用时所表现出的各类响应行为,是描述材料对外加电场产生电学反馈的一系列特性的统称。它的本质,是电场作用下材料内部的带电粒子发生定向移动、极化等各类电学变化的外在表现。
其中zui基础也*受关注的是导电性,这一特性用来衡量材料传导电流的能力,通常用电导率和电阻率这两个互为倒数的物理量来表征。不同固体材料的导电能力差异极大,依据这一特性可以将材料划分为导体、半导体和绝缘体三大类,不同类别之间的电导率跨度*高能达到27个数量级。
介电性也是材料电性能里的重要组成部分,它反映的是材料在电场中储存电场能量的极化特性,核心的衡量指标是介电常数和介质损耗角正切,我们日常用到的高频绝缘材料,其核心性能保障就来自对材料介电性的控制。除此之外,铁电性和压电性也是两类典型的电性能,拥有铁电性的材料具备自发极化的特点,且极化方向可以随着外电场的变化发生反转,而压电性则能实现机械能和电能之间的相互转换,是压电陶瓷这类功能材料能够投入应用的核心基础。
要完整描述材料的电性能,离不开几个关键的基础物理参数,电阻率是和样品几何形状无关的本征导电参数,电导率作为它的倒数,直接表征材料传导电流的能力,介电常数用来衡量材料的极化程度,介质损耗角正切则能体现材料在电场中将电能转化为热能的损耗程度,体积电阻和表面电阻分别描述材料内部和表面的导电特性,是绝缘材料选型和质量检测中*常参考的关键指标。