液体、固体介质
化学反应中的物质的反应介质
化学反应中的物质的反应介质在化学反应中，物质的反应介质起着至关重要的作用。
反应介质可以是固体、液体或气体，它们可以影响反应的速率、产物的选择以及反应的效果等方面。
下面将从固体、液体和气体三个方面来探讨化学反应中的物质的反应介质。
一、固体反应介质在固体反应中，反应的物质存在于固体态下，并参与到反应中。
固体反应介质的特点是反应速率较慢，因为固体分子之间的距离短，分子之间的碰撞次数相对较少。
同时，固体反应介质对于控制反应过程起着关键的作用，可以提供反应的表面，从而增加反应物质之间的接触面积，促进反应的进行。
例如，钢铁的锈蚀反应是一个常见的固体反应过程，其中铁与空气中的氧气发生反应，生成铁的氧化物。
这个反应过程需要固体铁与气体氧气在反应介质中达到接触并发生反应。
二、液体反应介质在液体反应中，反应的物质以液体的形式存在。
液体反应介质的特点是反应速率较快，因为液体分子之间的距离相对较近，分子之间的碰撞次数较多。
液体反应介质可以提供更多的溶解度和可调控性，能够使反应物质更好地混合和相互作用。
例如，酸碱中和反应需要通过液体介质来完成，酸和碱在水中溶解后发生反应，生成盐和水。
液体反应介质的选择直接影响到反应的进行效果，因此在实际应用中需要仔细选择和控制反应介质。
三、气体反应介质在气体反应中，反应物质以气体的形式存在，并以气体的状态发生反应。
气体反应介质的特点是分子之间的距离较远，分子间的碰撞频率相对较低，因此气体反应通常需要一定的温度和压力条件下才能进行。
气体反应的反应速率取决于气体分子的平均速度和碰撞概率。
例如，氧气与氢气的反应需要高温和高压条件下才能发生，生成水。
在工业生产中，气体反应常常需要通过调节温度和压力来控制反应的进行和产物的选择。
综上所述，化学反应中的物质的反应介质对于反应过程起着至关重要的作用。
固体反应介质能够提供反应的表面，促进反应物质之间的接触；液体反应介质可以提供更多的溶解度和可调控性；而气体反应介质需要一定的温度和压力条件下才能进行。
电介质分类
电介质分类
电介质是指电子元件中用来传导电流的物质，它可以是固体、液体或气体。
电介质的分类可以根据其物理性质和电学性质来划分。
一、根据物理性质分类
1、固体介质：固体介质是指以固体形式存在的电介质，它们的电阻率比液体和气体要高，常见的固体介质有金属、石英、玻璃、石墨等。
2、液体介质：液体介质是指以液体形式存在的电介质，它们的电阻率比固体要低，常见的液体介质有水、油、醇类等。
3、气体介质：气体介质是指以气体形式存在的电介质，它们的电阻率比液体和固体要低，常见的气体介质有氧气、氢气、氩气等。
二、根据电学性质分类
1、导体：导体是指具有良好的电导性的电介质，它们的电阻率比绝缘体要低，常见的导体有金属、水、油等。
2、绝缘体：绝缘体是指具有良好的绝缘性的电介质，它们的电阻率比导体要高，常见的绝缘体有石英、玻璃、石墨等。
三、根据电介质的用途分类
1、电气介质：电气介质是指用于传导电流的电介质，它们的电阻率比绝缘体要低，常见的电气介质有金属、水、油等。
2、电磁介质：电磁介质是指用于传导电磁波的电介质，它们的电阻率比电气介质要高，常见的电磁介质有空气、石英、玻璃等。
四、根据电介质的结构分类
1、单相介质：单相介质是指由一种电介质组成的电路，它们的电阻率比多相介质要低，常见的单相介质有金属、水、油等。
2、多相介质：多相介质是指由多种电介质组成的电路，它们的电阻率比单相介质要高，常见的多相介质有空气、石英、玻璃等。
电介质是电子元件中不可缺少的重要组成部分，它们的特性决定了电子元件的性能。
根据电介质的物理性质、电学性质、用途和结构，可以将电介质分为固体介质、液体介质、气体介质、导体、绝。
液体和固体介质的电气特性
杂质中εr大 引起油电离
油中电场强度 增高
油分解出气体 气泡扩大
气泡因电 离或发热而 不断扩大， 排列成气体 小桥贯穿两 极，液体最 终在气体通 道中击穿
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高电压技术
第三章 液体和固体介质的电气特性
第二节 液体电介质的击穿
二．影响液体电介质击穿电压的因素
1. 液体介质本身品质的影响
Ub（有效值）/kV
2. 覆盖层
电压作用时间为数十到数百微秒 无杂质的影响，仍为电击穿， 这时影响油隙击穿电压的主要 因素是电场的均匀程度；
电压作用时间更长 杂质开始聚集，油隙的击穿开 始出现热过程，击穿电压再度 下降，为热击穿。
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高电压技术
第三章 液体和固体介质的电气特性
第二节 液体电介质的击穿
5. 压力
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高电压技术
第三章 液体和固体介质的电气特性
第二节 液体电介质的击穿
④ 含气量 溶解在油中气体影响较小，黏度和耐电强度稍降。 所溶气体的来源：直接、分解、电解
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高电压技术
第三章 液体和固体介质的电气特性
第二节 液体电介质的击穿
判断变压器油的质量，主要依靠测量 液体和固体介质的电气特性
第二节 液体电介质的击穿
② 含纤维量 电场作用下，纤维形成“小桥”，使油的击穿电压降低； 有很强的吸附水分的能力，联合作用使击穿电压降低更为 严重。
③ 含碳量 碳粒的产生：电弧 碳粒对油耐电强度作用的两个方面： 碳粒具有较好的导电性，局部场强增加，击穿电压降 低； 活性碳粒有很强的吸附水分和气体的能力。
① 含水量
液态水在油中的两种状态：
40
以分子状态溶解于油中，
第1节液体和固体介质的极化电导和损耗
等值电路来代替，如图
所示。
由向量图有：
Ir tg C Sr I/ C S
由于：
r
I U C U cos C CS S S
tg C S
所以：
1 介质损耗角 值一般很小，所以：cos
（3-11） 比较式（3-9）和式（3-11）, CS CP 说明两种 电路电容值几乎一样，可用同一电容表示。
向转动，作较有规则的排
列，如图所示，因而显示
出极性。这种极化称为偶
极子极化或转向极化。
偶极子极化与频率f 的关系： 偶极子极化是非弹性的，
极化过程需要消耗一定的能
量，极化所需的时间也较长，
10－10～10－2s，所以极性电
介质的
有较大关系。
值与电源频率
r
频率太高时，偶极子将来 不及转动，因而其 值 r 变小，如图所示。其中 r 0 相 当于直流电场下的相对介电 常数，f >f1 以后偶极子将 越来越跟不上电场的交变， 值不断下降；当f ＝f2 时， 偶极子已完全不跟着电场转 动了，这时只存在电子式极 化， r 减小到 r 。
有关。
(2)有机绝缘材料 可分为非极性和极性
非极性有机电介质：只有电子式极化，损耗取
决于电导；
极性有机电介质：极化损耗使总损耗较大。
小 结
电介质的极化
o电子式极化 o离子式极化 o偶极子极化 o夹层极化
电介质的电导为表征电介质导电性能的主要物理量
偶极子极化与温度t的关系： 温度升高时，分子热运动加剧，阻碍极性分子 沿电场取向，使极化减弱，所以通常极性气体介质 有负的温度系数。 对液体和固体介质，温度很低时，分子间联系
紧密，偶极子转动比较困难，所以 r很小。液体、固
液体和固体介质的电气特性(2016luo)
② 偶极子极化非弹性，产生能量损耗；
极化中偶极子旋转要克服分子间的作用力，而消耗的电场
能量在复原时无法收回 ③ 温度对偶极子极化影响大
a) 对于极性气体介质
温度↑→分子热运动加剧→阻碍偶极子排列→极化↓ b) 对于极性液体和固体介质（双向作用） 低温下随温度的升高→分子间联系减弱→偶极子转向 容易→极化加强 但当热运动变得较强烈时→分子热运动阻碍极性分子 沿电场取向→极化减弱
极化机理
设Ⅰ、Ⅱ两种介质面积厚度相等，外加电压为直流电压U
①
t=0，合闸瞬间，电容开始充电：电压 分配与电容成反比
U1 U2
t 0
C2 C1
ε1γ1
ε2γ2
②
t=∞，达到稳态，电容充电完毕：电压 分配与电导成反比
直流电压下
U1 U2
t
G2 G1
ε——电介质的介电常数 γ——电介质电导率
极性电介质
由极性分子组成的电介质。
离子性电介质
分子由离子键构成的电介质，只有固体形式。
二．电介质的极化
1. 极化的概念和相对介电常数
① 电介质的极化——电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于 电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。 实验显示，加同样大小直流电压U 极板中为真空时：极板上电荷量 为Q0； 极板中为固体介质时：极板上电 荷量增加了，为Q0+Q’
ε——电介质的介电常数 γ——电介质电导率
若设C1＜C2、G1＞G2则： t = 0时：U1＞U2 ； t 时：U1 ＜ t =0后，随时间增大， U1减小而U2 增大，总的电压U保 持不变。即C1上一部分电荷要通 过G1放掉，而C2要从电源再吸收 一部分电荷，这一部分电荷称为 吸收电荷。
液体、固体电介质特性
直流电压下，绝缘等效为绝缘电阻，各层绝缘承受的电 压与其绝缘电阻成正比；【电气强度高、电导率小的材 料用在电场最强处】
交流和冲击电压下，绝缘等效为电容，各层绝缘承受的 电压与其电容成反比；【电气强度高、介电常数小的材 料用在电场最强处】
U
r1 r2
r0
12
E2
r
2
[
1
1
ln
U r1 r0
1
2
ln
r2 r1
]
优点：绝缘材料的利用率高
实现：电缆绝缘中用不同的绝缘纸。电缆纸的介电常数与密 度有关 ，密度大的纸（高）与低密度纸搭配使用多层分阶27。
2.5 电介质的老化
绝缘老化的成因
➢ 电老化——局部放电 ➢ 热老化——热作用下的氧化 ➢ 环境老化——污染性化学老化
U
(R1
R2
... Rn )I
(1
1
d1 S
1
2
d2 S
...
1
n
dn )I S
1 S
( d1
1
d2
2
...
dn )I
n
RI
I U R
U1
R1I
1
1
d1 S
I
d1
1S
U R
1
(
d1
1
Ud1 d2 ...
2
dn
n
)
E1
U1 d1
1
(
d1
1
U d2 ...
2
dn )
n
1
高铁高压供电设备之液体和固体电介质的击穿特性—电介质的极化
空间电荷极化一般进行得比较缓慢，而且需要消耗能量，属于有损
极化。在电场频 率较低的交变电场中容易发生这种极化。在高频电场
中，由于带电质点来不及移动， 这种极化难以发生。
电极
E
E
电介质极化的形式
5、夹层极化
双层介质的极化
（a）双层介质示意图
（b）等值电路
二、电介质极化的工程意义
1
在选择高压电气设备的绝缘材料时，除了注意材料的电气强度要求以外，
电介质的极化
01 主要内容
02 电介质的极化
学习目标:
01 掌握电介质极化的概念
02 掌握介电常数的定义
电介质的极化
主要内容
液体介质和固体介质广泛用作电气设备的内绝缘。
液体：变压器油、电容器油、电缆油
固体：绝缘纸、纸板、云母、塑料、 电瓷、玻璃、硅橡胶
电介质的极化
电介质的极化
极化
当有外电场作用时，电介质
εr 值由电介质的材料决定，并与温度、频率等因素有关。
电介质的极化
常用电介质的 εr 值
真空：
各种气体：
材料类别
中性
空气、氮气
1.00058
1.00060
极性
二氧化硫
1.009
液体介质
弱极性
变压器油、硅
有机液体
2.2
2.2~2.8
极性
蓖麻油、氯化
联苯
4.5
4.6~5.2
强极性
酒精、水
33
81
εr = 1
（b）有外加电场
离子式极化
电介质极化的形式
3、偶极子极化
（a）无外加电场；
（b）有外加电场
偶极子极化
第三章 液体和固体电介质的击穿特性
2、采用固体介质降低杂质的影响 2）绝缘层——在曲率半径很小的电极包缠很厚的固体绝缘，改善 油中的电场分布。适用于极不均匀电场。
1）覆盖——在曲率半径较小的电极覆盖固体绝缘，以切断杂质小 桥、限制泄漏电流。适用于电场比较均匀的场合。
紧紧包在小曲率半径上 薄固体绝缘层（诸如电缆纸、黄蜡布、 漆膜等）称为覆盖，其厚度一般只有零点几微米，所以不会引起油 中电场的变化。它能阻止杂质小桥直接接触电极，因而能有效的控 制泄漏电流，从而阻碍杂质击穿过程的发展。电场约均匀，杂质小 桥对油隙击穿电压的影响越大，采用覆盖的效果越显著。由于采用 覆盖花费不多，而收效明显，所以在各种充油的电气设备中都很少 采用裸导体。
当覆盖的厚度增大到能分担一定电压时，即成为绝缘层，一般 厚度为数毫米到数十毫米。绝缘层不但能象覆盖那样减小油中杂质 的有害影响，而且能降低电极表面附近的电场强度，大大提高整个 油隙的工频击穿电压和冲击击穿电压。变压器中某些线饼或静电屏 上包以较厚的绝缘层都是为了这个目的。
3）屏障——”油-纸”或“油-布”绝缘，切断杂质小桥，改善电场 分布，提高油间隙的工频击穿电压。屏障的形式要因电极形状而定， 并且，屏障要足够大，已能包住电极。 如果在油隙中放置尺寸、形状与电极相适应、厚度为1～5mm 的层压纸板（筒）或层压布板（筒）屏障，那么它既能阻止杂质小 桥的形成又象气体屏障那样拦住一部分带电粒子，使电场变得比较 均匀。电场越不均匀，放置屏障的效果越好。 如果用多重屏障将油隙分隔成多个较短油隙，则击穿场强能 提高更多。但相临屏障间距不宜太小，因为这不利于油隙冷却循 环。另一方面，屏障的总厚度也不能太大，因为固体介质的介电 常数比变压器油大。所以固体介质总厚度的增加会引起油中电场 强度的增大。通常设计时控制屏障的总厚度不大于整个油隙长度 的1/3。
第1节 液体和固体介质的极化、电导和损耗
此时功率损耗为：
U2 p= = U 2ωC P tgδ R
（3-9）
与式（3-7）所得介质损耗完全相同。
2、串联等值电路
有损电介质可用一 只理想的无损耗电容 Cs 和一个电阻r 相串联的 等值电路来代替，如图 所示。
由向量图有：
放置固体介质时,电容量将增大为:
C ε 相对介电常数： ε r = = C0 ε 0
Q0 + Q ' εA C= = U d
ε0---真空的介电常数 εr---介质的相对介电常数 d ---极间距离，cm A ---极板面积，cm2 ε ---介质的介电常数
下面的表3-1列出了常用电介质的εr值（20°C时）
(二) 离子式极化
固体无机化合物大 多属离子式结构，无外 电场时，晶体的正、负 离子对称排列，各个离 子对的偶极矩互相抵消， 故平衡极矩为零。
在出现外电场后，正、 负离子将发生方向相反的偏 移，使平均偶极矩不再为零， 介质呈现极化。 离子式极化的特点： 1、离子相对位移有限，外 电场消失后即恢复原状； 2、所需时间很短，其 ε
ε
tgδ
Eb
第一节 液体和固体介质的极化、电导和损耗
电介质的极化 电介质的电导 电介质的损耗
一、电介质的极化 电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电 荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向 现象。介电常数来表示极化强弱。对于平行平板电容 器，极间为真空时：
Q0 ε 0 A C0 = = U d
Ir tgδ = = ωC S r I / ωC S
由于：
r=
tgδ ωC S
I = U CS ωC S = U cos δ ⋅ ωC S
第二章 液体、固体介质的电气特性
电介质的等效电路
I I1 I 2 I 3
2.介质损耗角正切
介质损耗有两种：极化损耗、电导损耗 直流电压下只有电导损 耗 交流电压下既有电导损耗，还有周 期性极化引起的极化损耗。 介质损耗角 =功率因素角 的余角 介质损耗角的正切tg称为介质损耗因数
P UIcos UI R UIC tg U C p tg
（4）在绝缘预防性试验中，通过测量介质的绝缘 电阻和泄漏电流来判断绝缘是否存在受潮或其他 劣化现象。
三、电介质的损耗
1.基本概念
在电场作用下电介质总有一定的能量损耗，电介质的 能量损耗简称介质损耗。 介质损耗的基本形式 由电导引起的损耗，称为电导损耗； 由某些有损极化引起的损耗，称为极化损耗。 电导损耗： 由电介质中的泄漏电流引起，交、直流 电压下都存在，一般很小。 极化损耗：由有损极化所引起的；仅存在于交流电压 下，在直流电场中，极化的建立过程仅在加压瞬间出现一 次，可略去。
中国石油大学胜利学院
高电压技术
第一篇 各类电介质在高电场下的特性
第二章
液体、固体介质的电气特性
第一节 电介质的极化、电导和损耗
一、电介质的极化
的弹性位移和偶极子的转向现象，称为电介质的极 化。
极化的定义：电介质在常数εr：是综合反应电介质极化 特性的一个物理量。它是表征电介质在电场作用下 极化现象强弱的指标，其值是由电介质本身的材料 决定的。 极化最基本的形式分为电子式、离子式和偶极子 式极化。另外还有夹层介质界面极化和空间电荷极 化等。
2
介质损耗角正切tg等于有功电流和无功电流的 比值。常用百分数（%）来表示。
判断介质 的品质
IR 1 R tg I c UC1 C1 R
高电压技术(第二章)
容易沿电场方向极化定向，排列成杂质小桥：
1. 如果杂质小桥尚未接通电极，则纤维等杂质与油串联，由于
度显著增高并引起电离，于是油分解出气体，气泡扩大，电 离增强，这样发展下去必然会出现由气体小桥引起的击穿。
纤维的 r大以及含水分纤维的电导大，使其端部油中电场强
Emax
利用系数： Eav r0 R ＝ ln Emax R r0 r0
Emin
0
r0
三. 影响液体介质击穿电压的因素
1.电压形式的影响 击穿电压跟电压的作用时间和电压上升 率有关 2. 含水量、含气量 3. 温度
4. 杂质的影响
5. 油量的影响
水分和油温
Ub(kV)
悬浮状水滴在油中是十分有 40 害的，如右图，当含水量为 万 分之几时，它对击穿电压就有明 20 显的影响，这意味着油中已出现 悬浮状水滴；含水量达0.02%时 击穿电压已下降至约15kV，比 0 0.02 0.04 含水量(%) 不含水分时低很多 。含水量继 标准油杯实验 续增大击穿电压下降已不多，因为只有一定数量的水分能悬 浮于水中，多余的会沉淀到油底部。 潮湿的油由0℃开始 上升时，一部分水分从悬浮状态转为 害处较小的溶解状态，使击穿电压上升；超过80 ℃后，水开始 汽化，产生气泡，引起击穿电压下降，从而在60 ℃～80℃间出 现最大值
与周围环境温度无关。
2. 热击穿：由于固体介质内部热不稳定性造成。
电压作用下 介质损耗， 使介质发热 发热大于散 热时，介质温 度不断升高 介质分解、 熔化、碳化 或烧焦
热击穿
特点：
(1)在电压作用下，产生的电导电流和介质极化引起介质损耗， 使介质发热． (2)热击穿电压随环境温度的升高而下降,热击穿电压直接与 散热条件有关
简述液体和固体介质的极化方式
液体和固体是我们生活中常见的两种状态，它们在电磁场中的行为有着一些显著的不同。
其中，极化是液体和固体介质在电场中表现出来的一种重要现象。
介质的极化方式不仅对材料的性质产生影响，也在电子学、光学和材料科学等领域有着广泛的应用。
本文将简要探讨液体和固体介质的极化方式，帮助读者更好地理解这一现象。
一、液体介质的极化方式在液体中，分子的排列呈现出一定的不规则性，这使得液体的极化方式与固体有所不同。
液体介质的极化方式主要包括以下几种：1. 电子云的变形液体中的分子虽然没有严格的排列顺序，但是分子内部的电子云仍然会受到外加电场的作用而发生一定的变形。
这种变形会导致分子中正负电荷中心的位移，从而产生极化现象。
2. 电子的重新排列在外加电场的作用下，液体中的电子将会发生重新排列，使得分子内部的正负电荷分布发生改变。
这种重新排列也将导致分子整体呈现出极化现象。
3. 离子的移动在某些液体中，离子的移动也是液体极化的一种重要方式。
外加电场会促使液体中的离子发生迁移，从而形成极化效应。
二、固体介质的极化方式与液体不同，固体介质的分子排列更加有序，其极化方式也更加复杂。
固体介质的极化方式主要包括以下几种：1. 电子的位移在不均匀电场的作用下，固体中的电子会受到位移力的影响，从而使得原子核和电子云的相对位置发生改变。
这种电子的位移会导致原子或分子整体呈现出极化现象。
2. 原子或分子的转向一些极性分子在外加电场的作用下，其原子或分子会发生取向的变化，使得整体呈现出极化现象。
3. 离子晶体网格的畸变在某些固体中，离子晶体的网格结构会因外加电场而发生畸变，从而导致固体呈现出极化现象。
4. 基本点阵的位移在某些晶体中，基本点阵的原子存在位移的可能，外加电场将会对这种位移产生影响，使得固体整体呈现出极化现象。
三、液体和固体介质的极化特点比较1.自由度液体介质中的分子排列较为自由，其极化方式更加依赖于分子内部的电子云和原子核的位移，因此液体介质的极化自由度较高。
液体与固体电介质
§4.2 液体电介质的击穿
一. 常用的液体介质 天原矿物油和人工合成油
目前常用的主要有变压器油、电容器油、
电缆油等矿物油 二. 液体电介质的击穿理论 电击穿：认为在电场作用下，阴极上由于强场发射 或热发射出来的电子产生碰撞电离形成电子崩，最 后导致液体击穿
气泡击穿：认为液体分子由电子碰撞而产生气 泡，或在电场作用下因其它原因产生气泡，由气泡 内的气体放 电而引起液体击穿。
4. 固体电介质的体积电阻和表面电阻 体积电阻－电介质内部绝缘状态的真实反映 表面电阻－受介质表面吸附的水分和污秽影响 水分起着特别重要作用。 亲水性介质（玻璃、陶瓷）表面电导大 憎水性介质（石蜡、四氟乙烯、聚苯乙烯）表面电导小
讨论电介质电导的意义
(1)电导是绝缘预防性试验的依据
(2)直流电压作用于分层绝缘时，各层电压分 布与电阻
温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是
电导电流影响因素：电介质中由离子数目决定，对所含杂质、
主要因素
液体和固体电介质的γ与温度的关系：
Ae
B /T
温度↑ ａ．热运动加剧→离子迁移率↑→γ↑ ｂ．介质分子或杂质热离解↑→γ↑ 电介质的电阻率具有负的温度系数；金属的电阻率具有正的温 度系数。
稍不均匀电场和极不均匀电场之间的划分及其典型电场形式50冲击放电电压u50加强气体间隙去游离的措施chapter4液体和固体电介质的绝缘特性电介质电导的概念特征电导率固体电介质的体积绝缘电阻和表面绝缘电阻介质损耗的形式介质的三支路等值电路直流电压作用下的吸收现象交流电压作用下电介质的并联串联等值电路介质损耗角tg的意义影响tg的各种因素液体电介质的击穿击穿理论击穿电压的影响因素及其提高措施固体电介质的击穿三种击穿形式击穿电压的影响因素及其提高措施绝缘的老化
介质 化工介质解释 -回复
介质化工介质解释-回复什么是介质？介质是指在物理和化学过程中传递能量、质量和信息的物质或能量的媒介。
它可以是液体、气体或固体，用来承载和传递力、电、热、原子或分子等能量或物质。
在化工领域中，介质一般指在化学反应中起到催化或溶解作用的物质，也可以是在各种工艺流程中用来传递能量的媒介。
化工介质解释化工介质是在化学工艺中起到催化、溶解、稀释、传递能量等作用的物质。
它可以是液体、气体或固体，具有良好的热导率、化学稳定性和介电性能。
化工介质在各个化学反应和工艺过程中发挥着重要的作用，对这些过程的效果和结果有着直接影响。
化工介质的种类化工介质的种类非常多样，可以根据其性质和用途进行分类。
1. 催化剂介质：催化剂介质是指在化学反应中起催化作用的物质。
它可以提高反应速率或改变反应路径，使反应达到更理想的结果。
常见的催化剂介质包括金属、氧化物、酶等。
2. 溶剂介质：溶剂介质是指能够溶解其他物质的液体或气体。
它在溶解反应中起到媒介的作用，使溶液中的物质更好地反应或分离。
溶剂介质的选择需要考虑其溶解能力、稳定性、毒性及环境影响等因素。
例如，水是最常用的溶剂介质之一，而有机溶剂如乙醇、二甲基甲酰胺等也常被用作化学反应和色谱分析中的溶剂介质。
3. 热媒介质：热媒介质是用来传递热能的介质。
它可以将热能从一个地方传递到另一个地方，为工业或生活提供热量。
一些常用的热媒介质包括水蒸汽、热油、热盐等。
4. 载体介质：载体介质是指在催化反应中用于固定催化剂的物质。
它可以提供催化剂的活性位点，并保持催化剂的分散和稳定性。
常见的载体介质有氧化铝、硅胶、硅铝酸盐等。
5. 包埋介质：包埋介质是一种固体介质，用于将反应物包裹在其中，以提供更好的反应环境或保护反应物。
常见的包埋介质有硅胶、聚丙烯酰胺凝胶等。
化工介质的性质和选择化工介质的性质对于化学反应和工艺过程的效果有着重要的影响。
例如，溶剂介质的选择需要考虑其溶解性、稳定性、毒性和可回收性等，以确保反应物能够充分溶解和反应，且反应结束后能方便地将介质回收。
介质是什么意思
介质是什么意思介质是什么意思?我们把对流体传热有显著影响的物质叫做“介质”。
换言之，介质是指除了空气以外的其他物质。
流体被冷却或加热时，如果它和周围环境之间存在温度差，则可以看作有介质参与其中。
在传热过程中通常使用的液体、固体或两者混合物统称为介质。
根据传热方式不同，也分成很多种类。
最简单的是蒸汽流动形成的对流换热；然后发展到水膜冷凝传热和喷淋冷却；随着新型材料的出现，还将产生高速气流冲击下的强烈湍流换热。
但这些方法都无法达到最佳状态。
我国《暖通技术规范》对于换热器、管道等的保温有详细要求：对流热交换系数必须大于1.0，而且工艺性能良好。
对流热交换是一种宏观的传热模式，只涉及空气或其他气体分子微观上的运动，因此传热效率低，损失热量多。
相比较而言，辐射换热由于直接作用在换热表面上，传热速度快、效率高。
但缺点是无法利用有限的太阳光资源，以及易受天气条件制约等。
所以今后主要研究热电偶技术来提升传热速率。
同时我们可以认识到，任何的介质都需要热源才能进行传热，从而使得这个问题更复杂化。
所以科学家目前仍致力于开拓各种导热机理的研究。
人们已经逐渐认识到，实际上，导热并非是一种纯粹的热传递现象，它包含了两种作用力，即粘滞力和热扩散力。
所谓粘滞力就是说，在一定温度梯度下，固体中某处温度梯度越大，处于该处的物质密度变小，运动阻力越小，因而内能增加，表现为具有“粘性”。
热扩散力是指一个物体向另一个物体扩散的难易程度。
当一个物体向另一个物体移动时，因扩散困难，其内能减少，故具有“热扩散”特性。
导热系数是反映材料热扩散性能的重要参数，导热系数值大的物体容易向四周散热。
所以要想提高导热效果，需尽量提高导热介质的温度，或增加导热层的厚度。
不仅是导热系数是描述材料传热性能的一项重要指标，传热系数也决定了其它性能。
在很多情况下，传热系数远小于导热系数，甚至几乎没有。
这样会带来严重后果———介质的极端隔热。
在真空或超低温情况下，传热系数是零。
声音的传播与特性
声音的传播与特性声音是我们日常生活中不可或缺的一部分，它通过空气等介质传播到我们的耳朵，让我们能够感知外界世界的声响。
本文将介绍声音的传播方式和特性。
一、声音的传播方式声音可以通过不同的介质传播，主要有固体、液体和气体三种介质。
1. 固体介质传播：当声源振动时，固体介质中的分子也跟随振动，将能量传递给相邻的分子，形成一种连锁反应，最终使声音传播出去。
固体介质的分子密度较高，分子之间的连接较紧密，因此声音在固体中的传播速度较高。
2. 液体介质传播：液体介质中的分子也会受到声源振动的影响，将能量传递给周围的分子，使声音传播。
与固体相比，液体介质的分子之间连接较松散，分子之间的摩擦较大，所以声音在液体中的传播速度要低于固体。
3. 气体介质传播：气体介质中的分子受到声源振动的作用，向四周扩散能量，使声音传播。
气体分子之间的连接较为松散，分子之间的碰撞和摩擦较大，所以声音在气体中的传播速度要低于固体和液体。
同时，声音在气体中的传播也受到温度、湿度等环境因素的影响。
二、声音的特性声音除了传播的方式不同外，还具有以下几个基本特性：1. 声音的频率：声音的频率是指声波振动的次数，单位是赫兹（Hz），频率越高，声音越尖锐，频率越低，声音越低沉。
人类能听到的频率范围大约在20Hz到20kHz之间。
2. 声音的振幅：声音的振幅表示声波的振动幅度，即声音的大小或强度，单位是分贝（dB）。
振幅越大，声音越大；振幅越小，声音越小。
3. 声音的波长：声音的波长是指声波在传播过程中，一个周期所占据的距离。
波长与频率之间有一定的关系，波长越短，频率越高；波长越长，频率越低。
4. 声音的速度：声音在不同介质中传播的速度是不同的，一般情况下，在空气中的声音传播速度约为340米/秒。
总结：声音是一种能够传播的机械波，它需要介质作为传播媒介。
声音的特性包括频率、振幅、波长和速度等。
通过了解声音的传播方式和特性，我们能够更好地理解和欣赏声音在生活中的各种表现形式。
介质的名词解释
介质的名词解释引言：任何一个科学领域都充满了众多的专有名词，这些名词常常是深奥和复杂的。
在物理学中，介质就是一个重要的名词。
它虽然常常被使用，但仍有许多人对其产生困惑。
本文将对介质进行一番探讨和解释，帮助读者更好地理解这一概念。
1. 介质的定义介质是指物质存在和传播的一种媒介，它可以是固体、液体或气体。
它能够传递机械波、电磁波等能量，并且能够对这些能量进行传导、反射和折射。
2. 介质的分类介质可以按照物质的性质进行分类。
根据物质的状态，介质可以分为固体介质、液体介质和气体介质。
固体介质具有较高的密度和分子结构的有序性，使得机械波在其中传播时速度较慢。
液体介质相较于固体介质，分子之间的连接更加松散，使得机械波能够更快地传播。
气体介质中的分子之间虽然有更多的自由度，但也因此导致机械波的传播速度更快。
3. 介质与波的传播介质的性质对波的传播速度和方向产生重要影响。
根据介质的密度和弹性系数，波在介质中的传播速度会有所不同。
例如，在固体中，介质的分子紧密连接，波需要克服一定的弹性才能传播，因此速度较慢。
而在液体中，分子之间的连接相对较弱，波传播速度较快。
在气体中，分子间的间隙更大，分子运动自由度也更高，导致波在气体中能够以更大的速度传播。
4. 介质的传导、反射和折射介质不仅能够传播波，还能对波进行传导、反射和折射。
当波传递到一个新的介质边界时，它可以继续传导入该介质，这称为传导。
当波在介质边界上遇到一个垂直于入射波的界面时，会发生反射。
而当波在介质边界上遇到一个斜接的界面时，会发生折射，也就是波的传播方向会发生改变。
5. 介质在生活中的应用介质的特性在我们的日常生活中扮演着重要角色。
例如，声音的传播需要介质，而在空无一物的真空中，声音是无法传播的。
电磁波（如光线）的传播也需要介质，例如光线在空气中传播时会被空气分子散射。
此外，介质还广泛应用于各种传感器技术、声学工程和材料科学等领域。
结论：介质作为一个重要的物理概念，是我们理解波动现象和能量传递的关键。
介质名词解释
介质名词解释
介质是指生物体内或外所处的环境。
在生物学中，介质是指生物所处的环境或培养基，可以是液体、固体或气体。
介质可以是自然界中的环境，也可以是人工制造的培养基。
例如，在细菌培养中，介质通常是液体培养基，用来提供细菌所需的营养物质和生长条件。
在真菌培养中，介质通常是固体培养基，用来提供真菌所需的营养物质和生长条件。
在植物生长中，介质可以是土壤或人工制造的培养基，用来提供植物所需的营养物质和生长条件。
在医学中，介质也可以指人体内的环境，如血液、体液等。
在这种情况下，介质是指人体内的生理环境，其中含有营养物质、氧气和其他生理指标，为人体的生命活动提供支持。
总的来说，介质是指生物所处的环境或培养基，它可以是自然界中的环境，也可以是人工制造的培养基，是生物的生长、发育和生存的重要条件之一。
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CY
(二)电场均匀程度 • 处于均匀电场中的固体介质，其击穿电压往往较高， 且随介质厚度的增加近似地成线性增大； • 若在不均匀电场中，介质厚度增加使电场更不均匀， 于是击穿电压不再随厚度的增加而线性上升。当厚度 增加使散热困难到可能引起热击穿时，增加厚度的意 义就更小了。
常用的固体介质一般都含有杂质和气隙，这 时即使处于均匀电场中，介质内部的电场分 布也是不均匀的，最大电场强度集中在气隙 处，使击穿电压下降。
《高电压技术》
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（三 ）电化学击穿 固体介质在长期工作电压作用下，由于介质内部发生 局部放电等原因，使绝缘劣化，电气强度逐步下降并引起 击穿的现象称为电化学击穿。 局部放电是介质内部的缺陷（如气隙或气泡）引起的 局部性质的放电。局部放电使介质劣化、损伤、电气强度 下降的主要原因为： 1)产生活性气体对介质氧化、腐蚀； 2)温升使局部介质损 耗增加；3)切断分子结构，导致介质破坏。 提高局部放电电压的措施有：1）提高气隙击穿场强； 2）设法用油或高强度气体填充空穴。
《高电压技术》
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工程实际中的意义 1）选择绝缘材料 对于电容器，要求相同体积有较大电容量， εr ↑ 对于电缆，为减小电容电流， εr ↓ 2）多层介质的合理配合 在交流及冲击电压下，各层电压分布与其εr成反 比，合理选择εr使各层介质电场分布较均匀。 3）研究介质损耗的理论依据 掌握不同极化类型对介质损耗的影响 4）预防性试验项目的理论依据
CY
(一)电击穿理论 固体电介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接 使介质破坏并丧失绝缘性能的现象。 在介质的电导很小，又有良好的散热条件，且介质内 部不存在局部放电的情况下，固体介质的击穿通常为电击 穿。 电击穿的主要特征：1)击穿场强高； 2）与环境温度 无关 ；3)除时间很短的情况，与电压作用时间关系不大； 4)介质发热不显著；5)电场均匀程度对击穿有显著影响。
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ic-充电电流：为无损极化对应的纯电容电流 ia-吸收电流：为有损极化对应的电流(主要为夹层极化) ig-泄漏电流：为电介质中的离子或电子移动形成的电流 1 U 绝缘电阻： 绝缘电导： R∞ = R∞ Ig
《高电压技术》
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1）气体电介质：电子电导 2）液体电介质：离子电导、电泳电导 3）固体电介质：体积电导(离子电导、电子电导) 表面电导 电子电导：载流子为电子。 离子电导：载流子为离子。 电泳电导：载流子为带电的分子团。 表面电导：表面吸附水分和污秽存在引起。
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气体的介质损耗
《高电压技术》
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液体的介质损耗
《高电压技术》
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固体的介质损耗
(1)无机绝缘材料：云母、陶瓷、玻璃 云母：由电导引起损耗，介质损耗小，耐高温性能好，是 理想的电机绝缘材料，但机械性能差； 电工陶瓷：既有电导损耗，又有极化损耗；20ºC和50Hz时 2％～5％； 玻璃：电导损耗＋极化损耗，损耗与玻璃成分有。 (2)有机绝缘材料可分为非极性和极性 非极性有机电介质：只有电子式极化，损耗取决于电导； 极性有机电介质：极化损耗使总损耗较大。
《高电压技术》
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液体电介质击穿电压的影响因素 水分和其他杂质 温度 电场 电压作用时间 压力
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(一)水分和其他杂质 水在绝缘油中有两种状态： ①溶解状态:高度分散、且分布非常均匀； ②悬浮状态:呈水珠状一滴一滴悬浮在油中。 若气体和水分溶于液体介质 则对Ub影响不大； 若呈悬浮状态则将形成小桥 使Ub明显下降。 当有纤维存在时，水分影响特 别明显。 但含水继续增多，Ub不再下降。
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改进措施 (1)提高以及保持油的品质
过滤、防潮、祛气、防尘
(2)改进绝缘结构以减小杂质的影响
机理：阻止杂质小桥的形成和发展
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液体电介质的老化
一、老化过程 A期-B期-C期 油温升高-氧化加速-油裂解-分解出多种能溶于油的微量 气体-绝缘破坏 二、老化影响因素 1）温度；2）油的接触物；3)光照和电场。 三、延缓老化的方法 1）装置扩张器；2）在油呼吸器通道中装置吸收氧气和水 分的过滤器；3）以氮气来排挤出油内吸收的空气；4）掺 入氧化剂，以提高油的安定性。 四、再生 1）酸-碱-白土法；2）氢化法。
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工程实际中的意义 1）利用它来选择合适的绝缘材料； 2）电气设备绝缘预防性试验。
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一旦作用于液体和固体电介质的电场强 度增大到一定程度时，在电介质中出现的电 气现象就不再局限于前面介绍的极化、电导 和介质损耗了。 与气体电介质相似，液体和固体电介质 在强电场(高电压)的作用下，也会出现由电 介质转变为导体的击穿过程
《高电压技术》
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(五)压力
不论电场均匀度如何，工业液体电介质的 工频击穿电压总是随油压的增加而增加，这是 因为油中气泡的电离电压增高和气体在油中的 溶解度增大的缘故。若经过脱气处理，其工频 击穿电压几乎与油压无关。
油中含气体时：压力↑ → Ub油↑(气体在油中溶解量↑) 油经脱气处理：压力对Ub油影响较小
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(三)温度 • 固体介质在某个温度范围内t<t0其击穿性质属于电击穿， 这时的击穿场强很高，且与温度几乎无关。 • 超过某个温度t>t0后将发生热击穿，温度越高热击穿电压 越低；如果其周围媒质的温度也高，且散热条件又差，热 击穿电压更低。 • 因此，以固体介质作绝缘材料的电气设备，如果某处局部 温度过高，在工作电压下即有热击穿的危险。不同的固体 介质其耐热性能和耐热等级是不同的，因此它们由电击穿 转为热击穿的临界温度t0一般也是不同的。
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离子式极化：离子式结构的电介质在无外电场时， 晶体的正、负离子对称排列，各个离子对的偶极矩 互相抵消，故平衡极矩为零。在出现外电场后，正 、负离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极矩不 再为零，介质呈现极化。 特点： 极化时间稍长； 与频率无关； 受温度影响； 弹性极化，无损。
《高电压技术》
《高电压技术》
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（二）工程用液体电介质的击穿 由于水和纤维的εr很大，易沿电场方向极化定向，并 排列成杂质小桥。 存在两种情况： (a)如果杂质小桥接通电极：因小桥的电导大而导致泄漏电 流增大，发热会促使汽化，气泡扩大，发展下去会出现气 体小桥，使油隙发生击穿。 (b)杂质小桥尚未接通电极：则纤维等杂质与油串联，因纤 维的εr大以及含水分纤维的电导大，使其端部油中电场强 度显著增高并引起电离，于是油分解出气体，气泡扩大， 电离增强，这样下去必然会出现由气体小桥引起的击穿。
电气特性
表征参数
电导率(绝缘电阻率) 导电性能 介电性能 电气强度 介电常数 介质损耗角正切 击穿电场强度
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电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电 荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的 取向现象。 电子式极化 离子式极化 偶极子式极化 夹层式极化
《高电压技术》
CY
电子式极化：在外电场的作用下，介质原子中的 电子轨道将相对于原子核发生弹性位移。正负电 荷作用中心不再重合而出现感应偶极矩。 特点： 极化时间极短； 极化程度取决电场强度； 与外加频率无关； 对温度不敏感； 具有弹性，无损耗；
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固体电介质的击穿特性 1）固体电介质击穿场强高； 2）固体电介质绝缘具有非自恢复性； 3）固体电介质具有累积效应； 4）固体电介质击穿具有体积效应。
《高电压技术》
CY
在电场作用下，固体介质可能因以下过程而被击穿： 电过程（电击穿） 热过程（热击穿） 电化学过程（电化学击穿）
《高电压技术》
CY
偶极子式极化：极性分子无外电场作用时，极性 分子的偶极子因热运动而杂乱无序的排列着，宏 观电矩等于零，因而整个介质对外并不表现出极 性。出现外电场后，原先排列杂乱的偶极子将沿 电场方向转动，作较有规则的排列，因而显示出 极性，这种极化称为偶极子极化或转向极化。 特点： 极化时间较长； 与频率有关； 与温度有关； 非弹性极化。
《高电压技术》
（a）无外电场 （b）有外电场
CY
夹层式极化
U1 合闸瞬间：U 2 =
t =0
C2 C1
到达稳定：U1
U2
t →∞
=
R1 G2 = R2 G1
介质不均匀→电压重新分配
C1 + C 2 放电时间： τ = G + G 1 2
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CY
相对介电常数是反映电介质极化特性的物理量。 对于平行平板电容器 真空
《高电压技术》CY来自(二)热击穿理论 固体介质会因介质损耗而发热，如果周围环境温度 高，散热条件不好，介质温度将不断上升而导致绝缘的 破坏，如介质分解、熔化、碳化或烧焦，从而引起热击 穿。 特点：击穿与环境、电压作用时间、电源频率及介 质本身有关。击穿时间较长，击穿电压较低。 直流电压下：正常未受潮的绝缘很少发生热击穿； 交流电压下：频率升高，热击穿概率大大增加； 冲击电压下：常发生电击穿，不发生热击穿。
《高电压技术》
CY
实际电气设备中的固体介质击穿过程是错综复 杂的，常取决于以下多种因素： • 外加电压时间； • 电场均匀性； • 温度； • 受潮； • 累积效应.
《高电压技术》
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(一)电压作用时间 如果电压作用时间很短(例如0.1s以下)，固体介质的 击穿往往是电击穿，击穿电压当然也较高。 如果在加电压后数分钟到数小时才引起击穿，则热击 穿往往起主要作用。 电压作用时间长达数十小时甚至几年才发生击穿时， 大多属于电化学击穿的范畴。 前二者有时很难分清，例如在工频交流1min耐压试验 中的试品被击穿，常常是电和热双重作用的结果。 随着电压作用时间的增长，击穿电压将下降。