Электрическая прочность.

Электрическая прочность – способность диэлектрика сохранять высокое удельное сопротивление в полях большой напряженности с предельным значением:

Е_пр = U_пр/d,

где Uпр – пробивное напряжение, d - толщина диэлектрика.

Электрический пробой обусловлен ударной и электростатической видами ионизации и связан с физическими свойствами конкретного материала. Е_пр = 10 …1000 МВ/м для твердых диэлектриков и Е_пр = 1 …10 МВ/м – для газов.

Пробой происходит безинерционно и без предварительного разогрева.

Тепловой пробой связан с резким понижением сопротивления диэлектрика при повышении температуры материала, связанном как с внешней температурой, так и разогревом материала под воздействием электрического поля. (Ситалл системы Li₂ O -Al₂ O₃-Si O₂ имеет температурную зависимость электропроводности: при 250 ⁰ С сопротивление слоя эмали составляет 10⁵ Ом , а при 550 ⁰ С - уже 100 Ом.) Пробой может происходить локально в местах дефектов, скопления примесей и т.д. В результате ток утечки резко возрастает, образуется проводящий “шнур” между электродами. При высокой температуре напряженность пробоя снижается до Е_пр = 0,1 …1 МВ/м.

Поверхностный пробой возникает при больших поверхностных токах в адсорбирующих приповерхностных слоях и по воздуху (дуговой разряд). Пробою способствуют влажность, загрязнения, острые углы и т.п.

В тонких пленках и слоях особенно остро стоит проблема пробоя. Пористость и диэлектрические потери – основные причины пробоя.

Трибоэлектричество.

Трибоэлектричество – это возникновение электрических зарядов при трении. При трении двух тел положительные заряды получает более плотное из них.  Металлы при трении о диэлектрик электризуются как положительно, так и отрицательно. При трении двух диэлектриков положительно заряжается диэлектрик с большей диэлектрической проницаемостью  . (Вещества можно расположить в трибоэлектрические ряды, в которых предыдущее тело электризуется положительно, а последующее - отрицательно (ряд Фарадея: (+) мех, фланель, слоновая кость, перья, горный хрусталь, флинтглас, бумажная ткань, шелк, дерево, металлы, сера  (-)). Для диэлектриков, расположенных в трибоэлектрический ряд, наблюдается убывание твердости (ряд Гезехуса: (+) алмаз (твердость 10), топаз (8), горный хрусталь (7), гладкое стекло (5), слюда (3), кальцит (3), сера (2), воск (1) (-)); для металлов характерно возрастание твердости. У жидких диэлектриков положительный заряд приобретает вещество с большей  или большим поверхностным натяжением.)

Электризация трущихся тел тем больше, чем больше их поверхность. Пыль, скользящая по поверхности тела, из которого она образовалась (мрамор, стекло, снежная пыль), электризуется отрицательно. При просеивании порошков через сито они заряжаются.

 Трибоэлектричество у твердых тел объясняется переходом носителей заряда от одного тела к другому. В металлах и полупроводниках трибоэлектричество обусловлено переходом электронов от вещества с меньшей работой выхода Ф к веществу с большей Ф. При контакте металла с диэлектриком трибоэлектричество возникает за счет перехода электронов из металла в диэлектрик. При трении двух диэлектриков трибоэлектричество обусловлено диффузией электронов и ионов. Существенную роль может играть также разное нагревание тел при трении, что вызывает переход носителей с локальных неоднородностей более нагретой поверхности ("истинное" трибоэлектричество). Причиной трибоэлектричества может служить также механическое удаление отдельных участков поверхности пироэлектриков или пьезоэлектриков.

Трибоэлектричество жидкостей связано с появлением двойных электрических слоев на поверхности раздела двух жидких сред или на границах жидкость - твердое тело. При трении жидкостей о металлы в процессах течения или разбрызгивания при ударе трибоэлектричество возникает за счет разделения зарядов на границе металл - жидкость. Электризация при трении двух жидких диэлектриков - следствие существования двойных электрических слоев на поверхности раздела жидкостей с разными . Жидкость с большей  заряжается положительно, а с меньшей  - отрицательно (правило Коэна). Разрушением двойных электрических слоев на границе жидкость - газ объясняется трибоэлектричество при разбрызгивании жидкостей вследствие удара о поверхность твердого диэлектрика или о поверхность жидкости (электризация в водопадах). Трибоэлектричество приводит к нежелательному накоплению электрических зарядов в диэлектриках (например, в синтетической ткани).