檢視绝缘体的原始碼

{{Infobox person
| 姓名     = 绝缘体
|圖片 = [[File:2014111358001117.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=234c4729ee522c04458b10de1dc9e002&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://www.ccedip.com/html/news/newsshow_27564.html 图片来源于塑胶网]]]
 
}}
'''绝缘体'''(''' insulator''' )，又称[[电介质]]，是一种阻碍[[电荷]]流动的材料。在绝缘体中，价带[[电子]]被紧密的束缚在其[[原子]]周围。这种材料在电气设备中用作绝缘体，或称起绝缘作用。其作用是支撑或分离各个电[[导体]]，不让[[电流]]流过。

中文名称：绝缘体

外文名称：Insulator

又称：电介质

释义：不善于传导[[电流]]的物质或不容易导电的物体

=='''简介'''==
[[File:Image044.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=d16850760965ad7b65264484e253245e&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://spro.so.com/searchthrow/api/midpage/throw?ls=s112c46189d&lm_extend=ctype:3&ctype=3&q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&rurl=http%3A%2F%2Fres.tongyi.com%2Fresources%2Farticle%2Fstudent%2Fothers%2F0115%2Fc3%2F47.htm&img=http%3A%2F%2Fres.tongyi.com%2Fresources%2Farticle%2Fstudent%2Fothers%2F0115%2Fc3%2F47.files%2Fimage044.jpg&key=t01b98e1006714b85bc.jpg&s=1573180744097 图片来源于360搜索网]]]

不善于传导[[电流]]的物质称为绝缘体（Insulator），绝缘体又称为[[电介质]]引。它们的[[电阻率]]极高。绝缘体的定义：不容易[[导电]]的物体叫做绝缘体。 绝缘体和[[导体]]，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。这里要注意：导电的原因：无论[[固体]]还是[[液体]]，内部如果有能够自由移动的[[电子]]或者[[离子]]，那么他就可以导电。没有自由移动的[[电荷]]，在某些条件下，可以产生导电粒子，那么它也可以成为[[导体]]。<ref>[http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 拓扑绝缘体——一种新的量子材料],超星网</ref>

=='''结构特点'''==

绝缘体是指在通常情况下不传导[[电流]]的物质。又称[[电介质]]。绝缘体的特点是[[分子]]中正负[[电荷]]束缚得很紧，可以自由移动的带电粒子极少，其[[电阻率]]很大，约为10~10欧姆 •米，所以一般情况下可以忽略在外[[电场]]作用下自由电荷移动所形成的宏观电流，而认为是不导电的物质。

绝缘体可分为气态(如氢、氧、氮及一切在非电离状态下的气体)、液态(如纯水、油、漆及有机酸等)和固态(如[[玻璃]]、[[陶瓷]]、[[橡胶]]、[[纸]]、[[石英]]等)三类。

固态的绝缘体又分为晶体和非晶体两种。实际的绝缘体并不是完全不导电的，在强电场作用下，绝缘体内部的正负[[电荷]]将会挣脱束缚，而成为自由电荷，绝缘性能遭到破坏，这种现象称为[[电介质]]的击穿。[[电介质]]材料所能承受的最大[[电场强度]]称为击穿场强。
[[File:T0187f52aec188bddce.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=6acc57e574c425b24f78af39b0ce8ac6&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 图片来源于超星网]]]
在绝缘体中，存在着束缚[[电荷]]，在外[[电场]]作用下，这种[[电荷]]将作微观位移，从而产生极化电荷，就是所谓[[电介质]]的极化。电介质按其物理性能可分为各向同性电介质和各向异性电介质两种。就极化机制可分为无极分子和有极分子两种。[[绝缘体]]在工程上大量用作电气[[绝缘材料]]、[[电容器]]的介质和特殊的电介质器件如压电晶体等。[1]

绝缘体的传导性决定于物质中[[电子]]的行为.晶体中的电子行为取决于能带结构.导带全空，价带全满的物质即为绝缘体，导带底和价带顶的能量差(带隙)很大时，在通常的[[电场]]下不导电.对于能隙较小的物质，在温度较低时虽为绝缘体，但[[温度]]升高时，价带电子被激发到导带，也会导电.另外，带隙中的杂质能级上的电子或空穴激发到导带或价带时，也会导电。这两种情况的物质通常称为[[半导体]].当用能量大于带隙的光照射绝缘体时，价带电子被激发到导带，在价带留下空穴，这二者都可导电，这种现象称为光电导。大多数绝缘体都有极化性质，因此绝缘体有时也称为电介质.绝缘体在一般电压下是绝缘的，当[[电压]]增加到一定限度时，将发生介电击穿，绝缘状态破坏.[2]

=='''绝缘材料分类'''==
[[File:T018e24bf0f57e79c20.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=f6be22c5f18ca31dd5fdb08f20e9ce05&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=e45b28f5dac0d65a6593c089df14b6c0&prevsn=340&currsn=400&ps=427&pc=60 原图链接][http://www.lovfp.com/toutiaojy/20180401A16ISX00.html 图片来源于爱学网]]]

所谓绝缘材料,也就是[[电阻率]]较高的资料,可以阻止[[电流]]经过,确保人身安全的一种材料。绝缘资料的品种许多,一般区分为[[气体]]、[[液体]]和[[固体]]三类。

1、[[气体]]绝缘材料:包含[[空气]]、[[氮气]]、[[六氟化硫]]。

2、[[液体]]绝缘材料:包含矿藏绝缘油、合成绝缘油。

3、[[固体]]绝缘材料:分为有机固体绝缘资料和无机固体绝缘资料,有机固体绝缘资料包含胶、绝纸、纤维制品、[[塑料]]、[[橡胶]]、复合制品和粘带等;无机固体绝缘资料包含[[玻璃]]、[[陶瓷]]及其制品等。<ref>[http://ent.sina.com.cn/y/2008-05-22/15342033661.https://www.zhuzhai.com/news/read-6427.htmlshtml 绝缘体的材料是怎么分类的？它的等级又是怎么划分的？],住宅在线网，2018-09-14 </ref>

=='''性能分析'''==
[[File:1538699956841bdc563ab12.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=65aff671847a9619504667c32752922f&prevsn=0&currsn=100&ps=127&pc=59 原图链接][https://www.toutiao.com/i6608666137859195406/ 图片来源于头条网]]]

绝缘体是一种可以阻止热(热绝缘体)或[[电荷]](电绝缘体)流动的物质。电绝缘体的相对物质就是[[导体]]和[[半导体]]，他们可以让[[电荷]]通畅的流动(注:严格意义上说，半导体也是一种绝缘体，因为在低温下他会阻止[[电荷]]的流动，除非在[[半导体]]中掺杂了其他[[原子]]，这些原子可以释放出多余的电荷来承载电流)。术语电绝缘体与[[电介质]]有相同的意思，但是两种术语分别用在不同的领域中。 <ref>[http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 拓扑绝缘体——一种新的量子材料],超星网</ref>

一个完全意义上的热绝缘体，根据[[热力学第二定律]]是不可能存在的。然而，有一些材料(如[[二氧化硅]])就非常接近真正的电[[绝缘体]]，从而产生了闪存技术。一个更大类别的材料，如，[[橡胶]]和很多的[[塑料]]，对于家庭和办公室配线来说都是"完美"的，没有安全性方面的隐患， 并且效率也很高。在没有发明出更好的合成(物理或化学反应)物质前，在大自然的固有物质中，[[云母]]和[[石棉]]都可以作为很好的热和电绝缘体。

===导电性===
[[File:9317e7fcd45956c5a34a034e49d8279d.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=f6be22c5f18ca31dd5fdb08f20e9ce05&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=2022f38daf3cdbaf27a42e2a0ba5ff43&prevsn=340&currsn=400&ps=427&pc=60 原图链接][https://www.xianjichina.com/special/detail_380376.html 图片来源于贤集网]]]

绝缘体是不存在电导的物质。[[电子]]能带理论指出，固体中的电子仅允许存在于一定的能量状态，这些能量状态形成彼此分离的能带。电子趋向于先占据能量最低的能带，在绝对零度能够被填满的能量最高的能带叫做价带，价带之上的能带叫做导带，价带和导带之间的空隙叫做能隙。在绝对零度以上，价带电子部分被激发而跃迁至导带，成为导带[[电子]]，并在价带留下[[空穴]]。

根据能带理论，被电子填满的能带或空的能带对电导没有贡献，电导仅来源于半满的能带，导带电子和价带空穴合称载[[流子]]。[[金属]]的导带被部分填充，因而有好的电导。对于[[半导体]]和[[绝缘体]]，在绝度零度下价带被填满，而导带没有电子。

在常温下，[[半导体]]由于能隙较小，可以通过热激发而形成电子空穴对，因而具有一定的电导。相反，绝大多数绝缘体通常具有非常大的带隙宽度，价带电子很难被激发至导带，因此绝缘体的载流子浓度极低，相应地电导也极低，或者说这种材料绝缘。

对于绝缘体，总存在一个击穿电压，这个[[电压]]能给予价带电子足够的能量，将其激发到导带。一旦超过了击穿电压，这种材料就不再绝缘了。然而，击穿通常伴随着破坏材料绝缘性的物理或化学变化。

以上讨论仅涉及电子导电。除了不存在电子导电，绝缘体中也不能有其他移动电荷带来的电导。例如，如果液体或气体中有[[离子]]存在，离子可以定向移动形成[[电流]]，因而这种材料是导体。电解液或等离子体都是导体，不管有没有电子的流动存在。

===击穿性===

绝缘体都会受到电击穿的影响。当外加[[电场]]超过某个阈值，(这个阈值与材料的能隙宽度成正比)，绝缘体将突然转变为[[导体]]，并可能带来灾难性的后果。在电击穿过程中，自由[[电子]]被强[[电场]]加速到足够高的速度，这些高速电子与束缚电子撞击，能使束缚电子脱离原子的束缚(电离)。新的自由电子又能被加速并撞击其他原子，产生更多的自由[[电子]]，形成一个链式反应。很快绝缘体中将会充满可移动的载流子，因此其[[电阻]]将降至一个很低的水平。在空气中，电晕放电是高电压导体附近的正常[[电流]];电弧放电是非正常，不希望见到的电流。相似地，击穿可以发生在任何绝缘体，甚至是固体中。甚至连[[真空]]都存在某种形式的击穿，但这种击穿或称真空电弧与电极表面的电子发射有关，而不是由真空本身产生的。

=='''用途介绍'''==
[[File:2011818174214.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&src=tab_www&correct=%E7%BB%9D%E7%BC%98%E4%BD%93&ancestor=list&cmsid=7f79a6227f1c63a3564a9ded26b4f8de&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=20&fsn=100&adstar=0&clw=246#id=bf20362a5b11793cb0f8001e96ebdbe5&currsn=0&ps=68&pc=68 原图链接][http://www.jdzj.com/products/2011-8-18/8106983-1.html 图片来源于机电之家网]]]

绝缘体通常用做[[电缆]]的外表覆层。事实上[[空气]]本身就是一种绝缘体，并不需要其他的物质进行绝缘。高压输电线就是通过空气绝缘的，因为使用[[固体]](例如[[塑料]])覆层并不实际。然而，[[导线]]相互接触可能造成短路和火灾。在同轴电缆中，中心的导体必须位于正中，以防止[[电磁波]]的反射。另外，任何高于60V的[[电压]]都会对人体造成电击或触电危险。使用绝缘体作为外表覆层可以防止这些问题。

在[[电子]]系统中，印刷电路板通常由环氧[[塑料]]和[[玻璃]]纤维制成，不导电的基板对铜导线层起支撑作用。在电子设备中，微小而精密的有效部件镶嵌在不导电的[[环氧树脂]]，[[酚醛树脂]]，[[玻璃]]或[[陶瓷]]涂覆层之中。<ref>[http://mooc.chaoxing.com/course/105369.html 拓扑绝缘体——一种新的量子材料],超星网</ref>

在诸如晶体管和集成电路等微电子元器件中，掺杂的[[硅]]材料通常是一种导体。但是通过在[[氧气]]环境加热，硅也可以很容易地转变为绝缘体。硅被氧化将得到[[石英]]，也叫[[二氧化硅]]。

在带有[[变压器]]和[[电容器]]的高压系统中，液态的绝缘的机油通常用来防止电弧放电的发生。在需要承受相当高的电压而不被电击穿的地方，人们用油替代空气进行绝缘。其他的绝缘方法包括使用陶瓷，玻璃，真空等，或者在导线相距很远时亦可使用空气作为绝缘。


=='''相关视频'''==
1、导体、绝缘体和半导体

{{#ev:youku|XNDQwMjIxOTczMg|440|inline|导体、绝缘体和半导体 |frame}}<div style="float:right; margin:-10px 0 0 20px;">
2、导体和绝缘体的转变

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=='''参考资料'''==

[[Category:330 物理學總論]]