breakdown strength是什么意思，breakdown strength的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

击穿强度（Breakdown Strength） 是电气工程和材料科学中的关键参数，指绝缘材料在发生电击穿（Electrical Breakdown） 前所能承受的最高电场强度。当施加在绝缘体上的电场强度超过该临界值时，材料会突然失去绝缘性能，从高电阻状态转变为导电状态，形成导电通道，通常伴随火花、电弧或永久性损伤。其标准单位为千伏每毫米（kV/mm） 或伏特每微米（V/μm）。

核心概念解析

1. 电击穿机制

   当电场强度足够高时，绝缘材料内部的束缚电子被强电场“撕裂”成为自由电子，引发雪崩式电离（Avalanche Ionization）。这一过程导致电流急剧增大，材料结构遭到不可逆破坏。常见击穿类型包括：

   • 本征击穿：纯净、无缺陷材料在极高电场下的理论极限值。
   • 热击穿：由介质损耗产生的热量导致材料局部熔化或碳化。
   • 电化学击穿：长期工作电压下由局部放电（Partial Discharge）引发的材料缓慢劣化。

2. 工程意义与应用

   击穿强度是评估绝缘材料性能的核心指标，直接影响电气设备的安全性与可靠性：

   • 高压设备设计：如变压器油、电缆绝缘层、电容器介质的选择需确保工作电场远低于击穿强度，并预留安全裕度（IEEE Std 286-2020）。
   • 材料筛选标准：航空航天、新能源领域需选用高击穿强度材料（如聚酰亚胺薄膜可达300 kV/mm）以减轻设备重量（UL 1446）。
   • 故障诊断依据：绝缘老化或污染会导致击穿强度下降，通过测试可预判设备寿命（ASTM D149）。

影响击穿强度的关键因素

• 材料结构：晶体完整性、分子链取向（如聚合物）、杂质含量（如气泡、水分）。
• 环境条件：温度升高会降低击穿强度（热不稳定性）；湿度促进表面漏电。
• 电场形式：交流电压下易发生局部放电累积损伤；脉冲电压下击穿强度通常高于直流。
• 几何因素：电极形状（尖端易引发场强集中）、绝缘厚度（薄层效应可能提高单位强度）。

权威测试标准

• IEC 60243：国际电工委员会制定的固体绝缘材料击穿强度测试方法，规定电极配置、升压速率等。
• ASTM D149：美国材料与试验协会标准，涵盖塑料、薄膜在工频交流下的击穿电压测定。
• GB/T 1408：中国国家标准，等效采用IEC方法，用于绝缘材料电气强度试验。

参考文献

1. IEEE Standard 286-2020, IEEE Recommended Practice for Dielectric Strength Testing.
2. UL 1446, Standard for Systems of Insulating Materials - General.
3. ASTM D149-20, Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid Electrical Insulating Materials at Commercial Power Frequencies.
4. IEC 60243-1:2013, Electric strength of insulating materials - Test methods.

网络扩展资料

“Breakdown strength”是一个工程和材料科学领域的专业术语，主要描述材料在电场作用下的绝缘性能极限。以下是详细解释：

1.基本定义

Breakdown strength（击穿强度/破坏强度）指材料在电场作用下发生绝缘失效（即被击穿）时所能承受的最大电场强度。其单位通常为伏特每单位厚度（如kV/mm）。当外加电场超过该临界值，材料会失去绝缘能力，导致电流急剧增加。

2.应用场景

• 电气绝缘材料：例如变压器油、塑料、陶瓷等，需通过耐压测试（如Hipot Test）评估其击穿强度，确保设备安全运行。
• 半导体器件：用于确定绝缘层（如氧化物）的可靠性。
• 气体与液体介质：如空气、六氟化硫（SF₆）的击穿强度直接影响高压设备的绝缘设计。

3.关键特性

• 不可逆性：固体材料一旦被击穿，通常会造成永久性损坏；而气体或液体击穿后，电场降低时可恢复绝缘性能。
• 影响因素：温度、湿度、材料纯度及均匀性等均可能改变击穿强度值。

4.相关概念

• Breakdown voltage（击穿电压）：与击穿强度直接相关，计算公式为： $$ V{text{bd}} = E{text{bd}} times d $$ 其中，(E_{text{bd}})为击穿强度，(d)为材料厚度。

5.与其他术语的区分

• Break strength（断裂强度）：指材料在机械拉伸下的抗断裂能力，属于力学性能，与电场无关。

如需进一步了解测试方法或具体材料参数，可参考电气工程标准（如IEC 60243）或专业文献。

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