电压击穿的击穿电压测试特性分析

       绝缘材料又称电介质，其绝缘性能主要由介质极化、介质损耗和介电强度等指标来表征。热界面复合材料的介电性能研究主要包括相对介电常数、介质损耗角正切和击穿电场强度等。这些介电性能指标可用来表明复合材料在施加电压条件下所发生的性能变化和绝缘的质量情况，其测试结果受多种因素影响，包括测试电压条件(所施加电压的波形、频率、电场强度等)、测试环境条件(气压、温度、湿度等)、电极与试样本身的条件等。热界面复合材料应用于电力电子产品后，良好的绝缘性能是设备安全运行的重要保障，因此复合材料介电性能是关系到其能否应用于实际产品的一个重要参数。本章将对制得的热界面复合材料进行电学性能的测试和分析。

      电介质只能在一定的场强范围内维持其介电特性，在足够强的电场作用下将失去介电性能成为导体，这种现象称为电介质击穿，所对应的电压称为击穿电压，电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。固体电介质材料存在三种不同的击穿理论:

(1)电击穿:固体介质电击穿理论是在气体放电的碰撞电离理论基础上建立的。在电场的作用下，固体介质中的自由电子获得动能开始加速;另一方面与晶格发生碰撞，把能量传递给晶格振动。当这两个过程在一定的温度和场强下达到平衡时，固体介质会表现出稳定的电导;当这一过程不能维持平衡时，即电子从电场中得到的动能大于传递给晶格的能量，电子的动能就越来越大，直至达到某一闭值时，开始电离产生新电子，使自由电子数迅速增加，导致“雪崩"效应，电导进入不稳定阶段，发生击穿，电击穿的作用时间非常短。

(2)热击穿:处于电场中的电介质，由于发生介质损耗而产生热量，当外加电压足够高时，会导致产生的热量比散去的多，转入散热与发热的不平衡状态，介质温度逐渐升高，若作用时间足够长，内部开始出现缺陷，形成导电通道，直至出现损坏。

(3)电化学击穿:电介质经长期运行后，在电、热、化学和机械力等的共同作用下，内部会发生一些化学变化，如固体电介质中出现的电解、还原等反应，介质中气泡放电形成有害物质腐蚀气泡壁等现象，使物质结构发生不可逆的变化，最终导致击穿。温度越高，电压作用时间越长，越易发生电化学击穿。在本论文所做实验中，电压的作用时间略超过电击穿的时间范围，电压作用期间，会导致材料局部发热，因此材料发生的击穿属于电热联合击穿。