breakdown strength是什麼意思，breakdown strength的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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例句

同義詞

專業解析

擊穿強度（Breakdown Strength） 是電氣工程和材料科學中的關鍵參數，指絕緣材料在發生電擊穿（Electrical Breakdown） 前所能承受的最高電場強度。當施加在絕緣體上的電場強度超過該臨界值時，材料會突然失去絕緣性能，從高電阻狀态轉變為導電狀态，形成導電通道，通常伴隨火花、電弧或永久性損傷。其标準單位為千伏每毫米（kV/mm） 或伏特每微米（V/μm）。

核心概念解析

1. 電擊穿機制

   當電場強度足夠高時，絕緣材料内部的束縛電子被強電場“撕裂”成為自由電子，引發雪崩式電離（Avalanche Ionization）。這一過程導緻電流急劇增大，材料結構遭到不可逆破壞。常見擊穿類型包括：

   • 本征擊穿：純淨、無缺陷材料在極高電場下的理論極限值。
   • 熱擊穿：由介質損耗産生的熱量導緻材料局部熔化或碳化。
   • 電化學擊穿：長期工作電壓下由局部放電（Partial Discharge）引發的材料緩慢劣化。

2. 工程意義與應用

   擊穿強度是評估絕緣材料性能的核心指标，直接影響電氣設備的安全性與可靠性：

   • 高壓設備設計：如變壓器油、電纜絕緣層、電容器介質的選擇需确保工作電場遠低于擊穿強度，并預留安全裕度（IEEE Std 286-2020）。
   • 材料篩選标準：航空航天、新能源領域需選用高擊穿強度材料（如聚酰亞胺薄膜可達300 kV/mm）以減輕設備重量（UL 1446）。
   • 故障診斷依據：絕緣老化或污染會導緻擊穿強度下降，通過測試可預判設備壽命（ASTM D149）。

影響擊穿強度的關鍵因素

• 材料結構：晶體完整性、分子鍊取向（如聚合物）、雜質含量（如氣泡、水分）。
• 環境條件：溫度升高會降低擊穿強度（熱不穩定性）；濕度促進表面漏電。
• 電場形式：交流電壓下易發生局部放電累積損傷；脈沖電壓下擊穿強度通常高于直流。
• 幾何因素：電極形狀（尖端易引發場強集中）、絕緣厚度（薄層效應可能提高單位強度）。

權威測試标準

• IEC 60243：國際電工委員會制定的固體絕緣材料擊穿強度測試方法，規定電極配置、升壓速率等。
• ASTM D149：美國材料與試驗協會标準，涵蓋塑料、薄膜在工頻交流下的擊穿電壓測定。
• GB/T 1408：中國國家标準，等效采用IEC方法，用于絕緣材料電氣強度試驗。

參考文獻

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.

網絡擴展資料

“Breakdown strength”是一個工程和材料科學領域的專業術語，主要描述材料在電場作用下的絕緣性能極限。以下是詳細解釋：

1.基本定義

Breakdown strength（擊穿強度/破壞強度）指材料在電場作用下發生絕緣失效（即被擊穿）時所能承受的最大電場強度。其單位通常為伏特每單位厚度（如kV/mm）。當外加電場超過該臨界值，材料會失去絕緣能力，導緻電流急劇增加。

2.應用場景

• 電氣絕緣材料：例如變壓器油、塑料、陶瓷等，需通過耐壓測試（如Hipot Test）評估其擊穿強度，确保設備安全運行。
• 半導體器件：用于确定絕緣層（如氧化物）的可靠性。
• 氣體與液體介質：如空氣、六氟化硫（SF₆）的擊穿強度直接影響高壓設備的絕緣設計。

3.關鍵特性

• 不可逆性：固體材料一旦被擊穿，通常會造成永久性損壞；而氣體或液體擊穿後，電場降低時可恢複絕緣性能。
• 影響因素：溫度、濕度、材料純度及均勻性等均可能改變擊穿強度值。

4.相關概念

• Breakdown voltage（擊穿電壓）：與擊穿強度直接相關，計算公式為： $$ V{text{bd}} = E{text{bd}} times d $$ 其中，(E_{text{bd}})為擊穿強度，(d)為材料厚度。

5.與其他術語的區分

• Break strength（斷裂強度）：指材料在機械拉伸下的抗斷裂能力，屬于力學性能，與電場無關。

如需進一步了解測試方法或具體材料參數，可參考電氣工程标準（如IEC 60243）或專業文獻。

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