6.3绝缘陶瓷 第六章功能陶瓷 二绝缘陶瓷的性能与特征 (一)离子导电和绝缘性 ●固体能带中那些被电子完全占满的叫满带，未 被电子占据的叫导带，满带和导带之间称之为 禁带。如果禁带宽度足够大，满带的电子就难 以被激发而超越禁带进入导带，固体便成为典 型的绝缘体
二 绝缘陶瓷的性能与特征 （一）离子导电和绝缘性 6.3 绝缘陶瓷 第六章 功能陶瓷 ⚫ 固体能带中那些被电子完全占满的叫满带，未 被电子占据的叫导带，满带和导带之间称之为 禁带。如果禁带宽度足够大，满带的电子就难 以被激发而超越禁带进入导带，固体便成为典 型的绝缘体
6.3绝缘陶瓷 第六章功能陶瓷 实际上，理想的绝缘体只有在绝对零度 时才能获得。这与高温时半导体的性质 相似，只不过绝缘体的禁带宽度比半导 体大（绝缘体的禁带宽度约4~5eV,半 导体约为1eV左右)
6.3 绝缘陶瓷 第六章 功能陶瓷 ⚫实际上，理想的绝缘体只有在绝对零度 时才能获得。这与高温时半导体的性质 相似，只不过绝缘体的禁带宽度比半导 体大（绝缘体的禁带宽度约4~5eV，半 导体约为1eV左右）
6.3绝缘陶瓷 第六章功能陶瓷 ●因为绝缘体禁带宽度很大，激发电子需很大 能量，在室温附近，实际上可认为电子几乎 不迁移。很多绝缘陶瓷是典型离子晶体或共 价晶体，在此情况下，对具有足够宽度禁带 区绝缘陶瓷而言，离子导电就变得十分重要 了，这是通过离子扩散而发生的导电行为
6.3 绝缘陶瓷 第六章 功能陶瓷 ⚫ 因为绝缘体禁带宽度很大，激发电子需很大 能量，在室温附近，实际上可认为电子几乎 不迁移。很多绝缘陶瓷是典型离子晶体或共 价晶体，在此情况下，对具有足够宽度禁带 区绝缘陶瓷而言，离子导电就变得十分重要 了，这是通过离子扩散而发生的导电行为
6.3绝缘陶瓷 第六章功能陶瓷 一般离子电导率0，可用下式表示： oi=nqui (6-33) n:单位体积中可迁移的离子数；q:离子 的电荷：离子的迁移率。 9D, 4= (6-34) kT D:离子的扩散系数；k:玻耳兹曼常数；T: 绝对温度(K)
一般离子电导率 i 可用下式表示： i = nq i （6-33） n：单位体积中可迁移的离子数；q：离子 的电荷； i ：离子的迁移率。 kT qDi i = （6-34） Di：离子的扩散系数；k：玻耳兹曼常数；T： 绝对温度 (K)。 6.3 绝缘陶瓷 第六章 功能陶瓷
6.3 绝缘陶瓷 第六章功能陶瓷 而D可由下式给出： (6-35) 式中，E:激活能；A:频率系数。 E 由式(6-33)~(6-35)及1gT<k 可导出下式： E lgo,≈常数- kT (6-36) 由式（6-36)可知，离子导电率随温度的升高呈 指数增加
而Di可由下式给出： = − k T E Di Aexp （6-35） 式中，E：激活能；A：频率系数。 由式（6-33）~（6-35）及lgT<< kT E ，可导出下式： k T E lg i 常数 − 由式（6-36）可知，离子导电率随温度的升高呈 指数增加。 （6-36） 6.3 绝缘陶瓷 第六章 功能陶瓷