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第0章绪言1

第1章电介质的基本介电现象与物质结构5

1.1电介质在电场作用下的基本特性5

1.1.1介质电导5

1.1.2介质极化6

1.1.3介质损耗7

1.1.4介质击穿8

1.2电介质的功能特性9

1.2.1电-机械效应9

1.2.2电热效应10

1.2.3电光效应11

1.2.4电压敏效应11

1.2.5电阻正温度系数（PTC）效应12

1.3电介质的物质结构及分子运动13

1.3.1原子的结构13

1.3.2固体中的作用力16

1.3.3分子速率和能量分布24

1.4电介质理论的物理基础27

1.4.1量子力学概论27

1.4.2固体能带理论42

第2章电介质在弱电场下的极化、电导与损耗55

2.1电介质极化55

2.1.1电介质极化的微观过程与表征参数55

2.1.2非极性介质电子位移极化与克-莫方程59

2.1.3极性介质的转向极化65

2.1.4离子型固体介质的极化78

2.1.5铁电体的极化93

2.2电介质电导99

2.2.1离子晶体的离子电导100

2.2.2非离子性介质的离子电导105

2.2.3液体介质中的电泳电导与华尔屯定律107

2.2.4气体介质的电导108

2.3电介质损耗109

2.3.1极化的建立过程109

2.3.2在交变电场下电介质的损耗理论112

2.3.3复介电常数与科尔-科尔（Cole-Cole）图115

2.3.4电介质在正弦交变电场下的极化损耗特性120

2.3.5复合介质的极化和损耗124

第3章电介质的强场电导与击穿130

3.1电接触界面性质133

3.1.1逸出功133

3.1.2界面接触势垒134

3.1.3金属与介质间的电接触135

3.1.4外电场对接触势垒的影响138

3.2强电场下电介质中载流子的增殖过程138

3.2.1电极效应139

3.2.2体效应144

3.3强场下介质中的电子输运149

3.3.1单晶介质的能带导电模型—扩展态迁移率问题149

3.3.2非晶态介质的跳跃电导模型—局域态迁移率问题151

3.4电介质在强电场下的电流特性152

3.4.1陷阱态与空间电荷153

3.4.2空间电荷限制电流154

3.4.3界面势垒控制电流现象157

3.5气体介质的碰撞电离击穿160

3.5.1汤森理论与巴申曲线160

3.5.2气体放电的空间电荷效应164

3.5.3负电性气体的放电条件165

3.6固体介质电击穿的试验现象与理论模型167

3.6.1固体介质电击穿的实验现象167

3.6.2本征电击穿的理论模型169

3.6.3碰撞电离雪崩击穿模型173

3.6.4隧道击穿模型174

3.6.5陷阱空间电荷的影响175

3.7电介质的热击穿177

3.7.1热平衡基本方程178

3.7.2稳态热击穿179

3.7.3瞬态热击穿182

第4章介质的静电及驻极特性184

4.1介质带电现象与静电理论的发展184

4.2接触带电理论185

4.2.1金属间的接触186

4.2.2金属与电介质的接触191

4.2.3绝缘体接触带电的离子输运194

4.2.4接触后分离带电196

4.2.5影响介质带电的因素197

4.3液体介质的带电199

4.3.1液体介质的带电机理200

4.3.2液体介质在管道中流动引起的带电201

4.4驻极体202

4.4.1驻极体的发现和发展202

4.4.2驻极体的基本特性和形成方式203

4.4.3驻极体基本理论207

4.4.4驻极体的应用215

第5章聚合物的树枝化击穿216

5.1绪论216

5.2聚合物介质的一些有关特性218

5.2.1与PE带隙有关的光吸收218

5.2.2PE的光电导与载流子迁移率218

5.2.3电极针尖附近的电场与PE的高场电导220

5.3影响聚合物中电树枝引发的各种因素221

5.3.1电树枝引发与电极系统的关系222

5.3.2电树枝引发的极性效应224

5.3.3接地电树枝225

5.3.4聚合物预处理对电树枝引发的影响227

5.3.5浸渍气体的影响229

5.4聚合物电树枝的引发理论230

5.4.1气隙放电论和麦克斯韦电机械应力论230

5.4.2电荷的注入和抽出论231

5.4.3电树枝引发阶段的电荷转移——电荷偏置模型234

5.4.4电致发光的光降解理论236

5.4.5聚合物电树枝化的陷阱理论237

5.5聚合物电树枝生长的分形理论244

5.5.1NPW模型245

5.5.2WZ模型248

第6章电介质的基本光学特性252

6.1电介质的光频谐振极化253

6.1.1电子谐振极化254

6.1.2离子谐振极化256

6.2电介质的折射率与色散257

6.2.1介质的折射率257

6.2.2介质的色散259

6.3电介质的光吸收与散射261

6.3.1光在介质中的传播261

6.3.2介质的本征吸收与散射264

6.3.3电介质的非本征吸收和散射270

6.4电介质的其他光功能特性270

6.4.1电光效应270

6.4.2非线性光学效应272

6.4.3光子禁带效应273

第7章半导体器件中的介电问题276

7.1半导体器件的耐压和PN结的击穿276

7.1.1PN结的能带结构和反向耐压特性276

7.1.2PN结耗尽区电场的宽度及耐压277

7.1.3硅PN结的击穿机理280

7.1.4PN结实验的击穿规律286

7.2高压半导体器件的表面电场与表面耐压289

7.2.1PN结的表面击穿与表面电场289

7.2.2表面电场与表面空间电荷区的测量方法295

7.3表面保护材料带电及材料导电机理的探讨297

第8章生物材料的介电特性及其应用304

8.1生物体中的电磁现象304

8.1.1细胞膜电位及其变化规律305

8.1.2生物组织的压电效应309

8.1.3生物体的磁特性310

8.2生物材料的基本介电特性313

8.2.1生物电解质溶液313

8.2.2生物大分子和细胞膜318

8.2.3生物组织的介电特性327

8.3生物介电效应及其应用333

8.3.1电场效应及其应用333

8.3.2电流效应及其应用342

8.3.3频率温度效应及其应用347

8.4生物电介质研究进展354

8.4.1电阻抗成像技术354

8.4.2细胞膜电穿孔技术355

8.4.3低频高压电磁场的生物医学效应360

8.4.4生物体的介电性质及外电磁场对其影响作用探讨362

参考文献368