试谈材料的电性能

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线材的特性及对音质影响

线材的特性及对音质影响

线材的特性及对音质影响有的人说音响线材对于音响系统影响巨大,有的人说只是心理作用,也有很多玩家会称音响线材就是玄学……很多不同的说法,但线材的价值是否真的难以估量?我们今天来说一说音响线材的特性,看看线材之于整个音响系统有什么影响。

线材的材料:TPC电解铜,OFC无氧铜,OCC单结晶铜。

OCC 有很多好处,但在许多名牌音响线中,只有级少数高价产品才舍得用OCC,绝大多数仍然以OFC材料为主。

一条好的音响导线,应该具备低电容、低电感、低电阻与低集肤效应等物理性。

线径粗细或缠绕方式音响导线的结构对声音影响极大。

因为音响导线的电器特性不外就是电容、电阻、电感等几部分;同样一道菜,就看大家怎么运用调理了。

一般缠绕线的方法,不外乎有三种:以一条或三条裸线为中心,其余周围之裸线以此为中心向同一方向卷绕,称为同心绕法;也有以全部的裸线为一体,向同方向卷绕的集体绕法;另外就是采取折中的复合绕法,大部分欧美制造的线似乎以采用同心绕法居多。

最早的讯号线,基本上都是采用单芯结构的同轴导线,这是1930年代为了电话的长距离传送所开发出来的。

由于低信号损失,一条导线上能传送多数的信息,不易受外来噪声的影响等,因此同轴导线能应用于所有的信号传送上。

不过后来发现,一般的同轴导线其中心导体为一条单线,单线太细会使电器阻值增加;太粗的话,则频率高的讯号不易通过。

因此有人将多数比头发更细的导线束成一股,使低频到高频的传送损失减少;但又有人发现,细线的截面积较小,中低频段的信号较高频差,所以他们利用不同粗细、个别绝缘的导体,负责不同频段信号的传输,如此即可避免集肤效应,同时又能够达到全面性的要求。

同样的材料与同样的屏蔽,但只要线径粗、细或缠绕方式有异,结果将相差十万八千里。

包覆隔离也不能忽略。

在一条线里面,除了最外层的隔离网或软质PVC包覆外,里面最多可以有十多层百般各样的填充与隔离设计。

常见的填充材料有棉线、PE绳或PVC条等,由于绝大多数的导体截面积都是圆形的,因此必须要由填充材料填充,构成紧密扎实的支撑,以避免线材在曲折时造成压扁的现象。

材料介电性能

材料介电性能

材料介电性能
材料的介电性能是指材料在电场作用下的响应能力,是材料的一项重要物理性质。

介电性能的好坏直接影响着材料在电子器件、电力设备等领域的应用。

因此,研究和了解材料的介电性能对于材料科学和工程技术具有重要意义。

首先,介电常数是衡量材料介电性能的重要参数之一。

介电常数是指材料在外电场作用下的极化能力,它反映了材料对电场的响应程度。

介电常数越大,表示材料对外电场的响应能力越强,极化程度越高。

介电常数的大小直接影响着材料的绝缘性能和电容性能。

因此,提高材料的介电常数是提高材料介电性能的重要途径之一。

其次,介电损耗是另一个重要的介电性能指标。

介电损耗是指材料在电场作用下吸收和释放能量的能力。

介电损耗越小,表示材料对外电场的能量损耗越小,电能的传输和存储效率越高。

因此,降低材料的介电损耗是提高材料介电性能的关键之一。

此外,介电强度也是衡量材料介电性能的重要参数之一。

介电强度是指材料在外电场作用下的耐受能力,它反映了材料在电场作用下的抗击穿能力。

介电强度越大,表示材料在外电场作用下的耐受能力越强,抗击穿能力越高。

因此,提高材料的介电强度是提高材料介电性能的重要途径之一。

总之,材料的介电性能是材料科学和工程技术领域中的一个重要研究方向。

通过研究和了解材料的介电性能,可以为材料的设计、制备和应用提供重要的理论指导和技术支持。

希望通过不断的研究和探索,能够进一步提高材料的介电性能,推动材料科学和工程技术的发展。

浅谈:功能高分子材料分类与性能应用

浅谈:功能高分子材料分类与性能应用

浅谈:功能高分子材料分类与性能应用功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。

通常,人们对特种和功能高分子的划分普遍采用按其性质、功能或实际用途划分的方法,可以将其分为八种类型。

1、反应性高分子材料包括高分子试剂、高分子催化剂、高分子染料,特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。

2、光敏性高分子材料包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光电材料及光致变色材料等。

3、电性能高分子材料包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料及其他电敏感性材料。

4、高分子分离材料包括各种分离膜、缓释膜和其他半透明膜材料、离子交换树脂、高分子絮凝剂、高分子螯合剂等。

5、高分子吸附材料包括高分子吸附树脂、吸水性高分子等。

6、高分子智能材料包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH值、压力感应材料等。

7、医用高分子材料包括医用高分子材料、药用高分子材料和医用辅助材料等。

8、高性能工程材料如高分子液晶材料、耐高温高分子材料、高强度高模量高分子材料、阻燃性高分子材料、生物可降解高分子和功能纤维材料等。

常见的几种功能高分子材料离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。

经过各种官能化的聚苯乙烯树脂,含有H 离子结构,能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂,含有OH-离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。

它们主要用于水的处理。

离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。

高分子催化剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。

它具有魔法般的催化性能,反应在常温、常压下进行,催化活性极高,几乎不产生副产物。

近十年来,国内外多有研究用人工合成的方法模拟酶,将金属化合物结合在高分子配体上,开发高活性、高选择性的高效催化剂,这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。

材料的导电性能与测试方法

材料的导电性能与测试方法

材料的导电性能与测试方法材料的导电性能对于许多领域的应用具有重要意义,从电子学到能源领域都需要高效的导电材料。

本文将探讨材料的导电性能以及一些常用的测试方法。

一、导电性能的影响因素材料的导电性能受到多种因素的影响,以下是其中一些主要因素:1. 材料结构:材料的晶体结构以及晶格缺陷都会影响导电性能。

晶格缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等。

2. 杂质:杂质可以影响材料的导电性能。

有些杂质可以增加导电性,而另一些杂质可能导致导电性能下降。

3. 温度:温度对于材料的导电性能也有很大的影响。

一般情况下,随着温度的升高,材料的导电性能会增强。

4. 应力:外加应力也可以改变材料的导电性能。

在某些情况下,应力可以使材料的导电性能增加,而在其他情况下则会减弱。

二、导电性能测试方法下面介绍几种常用的材料导电性能测试方法:1. 电阻率测试:电阻率是用来描述材料导电性能的一个重要参数。

可以通过四探针法或者两探针法来测量材料的电阻率。

四探针法可以消除接触电阻的影响,得到更准确的电阻率测试结果。

2. 导电性能测试:导电性能测试通常是通过测量材料的电导率来进行的。

电导率是电阻率的倒数。

可以使用四探针法或者两探针法来进行测量。

3. Hall效应测试:Hall效应测试是一种测量材料导电性能的方法,通过测量材料中的Hall电压和磁场之间的关系来确定电导率、载流子浓度和载流子类型。

4. 微观结构分析:对于复杂的材料,如多组分合金或复合材料,可以通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术来分析材料的微观结构和晶体结构,从而进一步理解材料的导电性能。

5. 有限元模拟:有限元模拟是一种通过数值计算方法来模拟材料的导电性能的技术。

通过建立材料的几何模型和物理模型,可以模拟材料在不同条件下的导电性能,为实验提供指导和验证。

总结:本文讨论了材料的导电性能与测试方法。

导电性能的影响因素包括结构、杂质、温度和应力等。

电池材料的界面反应与电化学性能

电池材料的界面反应与电化学性能

电池材料的界面反应与电化学性能电池是现代社会中不可或缺的能源存储装置,而电池的性能直接受制于其材料的特性。

电池的材料涉及到许多方面,其中一个重要的方面是电池材料的界面反应与电化学性能。

本文将探讨电池材料的界面反应与电化学性能之间的相关性,并分析如何优化电池的设计。

首先,我们来了解一下什么是电池材料的界面反应。

电池的界面反应是指在电极材料与电解质之间发生的化学反应。

在这个过程中,电极材料和电解质之间会产生电子和离子的交换,从而导致电化学反应。

界面反应的速率和效率直接影响到电池的性能。

一个关键的问题是,如何控制电池材料的界面反应。

通过对界面反应的研究和理解,我们可以通过材料的选择和设计来改善电池的性能。

例如,可以通过改变电极材料的结构和表面特性来控制电池材料与电解质之间的接触性能,从而提高离子传输速率。

此外,电极材料的界面反应还涉及到电化学性能的调控。

电化学性能包括电池的能量密度、充放电容量以及循环稳定性等方面。

对于提高电化学性能,一个有效的方法是通过界面反应来调控电池的分解电压。

通过降低分解电压,可以提高电池的能量密度和充放电容量,同时提高电池的循环稳定性。

在电池材料的界面反应中,阳极和阴极材料的选择也起着重要的作用。

阳极材料的界面反应主要涉及到锂离子的嵌入和脱嵌过程,而阴极材料的界面反应涉及到锂离子的插入和释放过程。

通过选择合适的阳极材料和阴极材料,可以有效地减少界面反应的副作用,从而提高电池的性能。

此外,电池材料的界面反应还与其表面化学性质有关。

电极材料的表面化学性质直接影响到电解质的吸附和反应行为。

通过控制电极材料的表面化学性质,可以优化电解质的吸附和离子传输过程,从而提高电池的性能。

综上所述,电池材料的界面反应与电化学性能密切相关。

通过研究界面反应的机理和调控方法,可以优化电池的设计和材料选择,从而提高电池的性能。

未来,随着新型材料和新技术的引入,电池材料的界面反应与电化学性能的研究将会继续蓬勃发展,为电池技术的发展提供更多的可能性。

铜线与铝线对电机性能的影响及区别

铜线与铝线对电机性能的影响及区别

铜线与铝线的区别及对电机性能的影响------SIMOL 精华讨论贴整理 此话题由会员Rosemary 于2008-8-27 11:18提出,历经4个月、37位会员的积极讨论,对“铜线与铝线的区别及对电机性能的影响”做了详尽的阐述,下面是对此贴的整理汇总,方便SIMOL 会员的查阅和学习。

Rosemary 于2008-8-27 11:18提出:近年来由于漆包铜线的价格不断地上涨,有好些单位在考虑用铝线代替来降低成本. 但是使用铝线最明显的一点是发现温升高了.不知道各位有什么意见?请教请教! 围绕这个大话题,主要展开了以下2点的讨论: 1. 铜、铝线的对比① 其实用铝线,或铜包铝,其缺点: 温升高,还导致电机寿命短, 对有些电机其振动会变大.(会员:小草)② 铝就做电机而言,是无法与铜相比的。

铝的电阻率高,发热严重了;铝的耐腐蚀性不好,尤其是高温下,会生成三氧化二铝,接头或焊接处电阻变大甚至过热烧断;铝电机的性能随着时间不短恶化,寿命不稳定。

(会员:wangfei8261)③ 一方面,成本的压力。

一方面,铜资源的快速消耗。

一方面,大量的电机电器产品的廉价出口。

一方面,节能减排的基本国策,必须提高电机效率。

矛盾重重。

铜也忧,铝也忧。

(会员:rcshz ) 版权所有,翻版必究。

2. 在设计铝线电机时要考虑的工艺问题① 用铝线替代铜线是可以的﹐但要注意的也是上面几位提到的问题﹕温升﹑效率﹑槽满率﹑寿命。

选择合适的线径可能将温升同原来一样﹐线径比铜线增大20~~30%;效率会比铜线降低3%以上﹐线材本身决定不可避免﹔槽满率增大﹐槽形和线径要很好配合﹔寿命﹐要对外露铝线或接头处进行严密封装﹐避免受电蚀及氧化。

(会员:llp008008)② 个人认为,铝线(或者铜包铝)代替铜线电机是一个大趋势,当然在一些特殊要求的电机上是无法用铝线代替的。

铝线要代替铜线电机,我觉得要考虑以下几个方面的问题: 1 原来的铜线电机本身设计就有余量。

浅谈磷酸铁锂电池的七大优点及五大缺点

浅谈磷酸铁锂电池的七大优点及五大缺点

浅谈磷酸铁锂电池的七大优点及五大缺点磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。

由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。

也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。

工作原理磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。

锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。

其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。

金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)存储量较多。

正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。

因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。

它的另一个特点是对环境环保无污染。

作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。

采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。

结构与工作原理LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。

电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。

LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。

锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。

主要性能LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。

影响磷酸铁锂性能的因素及解决办法

影响磷酸铁锂性能的因素及解决办法

磷酸铁锂材料的优点不再赘述,确实是一种非常有前途的正极材料,但也存在致命的缺点,这里主要谈一下磷酸铁锂的主要缺点:1、电子电导率se低,在10-9s/cm量级;离子传输率si低,在10-11s/cm量级,二者直接导致电极传输率sw低(sw=se×si/se+si)2、振实密度低3、低温性能差零下20度以下容量大打折扣上述问题不能有效解决磷酸铁锂很难应用于电动汽车,解决电导率低的问题可通过C包覆、离子掺杂的方法解决。

磷酸铁锂本身是不良导体,电导率低直接影响到大功率充放电限制了大功率锂离子电池的使用范围,尤其是用于电动汽车,未解决这个问题当前普遍采用的办法是在磷酸铁锂表面包覆C以提高其电导性能,同时研究表明通过包C还可以提升磷酸铁锂的低温性能。

另外一个可行的办法是通过离子掺杂使磷酸铁锂晶格中出现自由电子或空穴从而提升电导性能。

解决锂离子传输性能的方法是在磷酸铁锂橄榄石一维锂离子通道结构不能改变的前提下只能通过减小粒径缩短离子传输路径来实现,这就要求实现磷酸铁锂材料的纳米化,为了进一步提高振实密度还要求粒子球形化,这些都是固相法合成工艺所不能实现的,要实现这一目的湿化学法是一个不错的选择。

虽然上述缺点都有相应的解决办法但是实际操作中却较为复杂,包碳在解决电导率问题的同时使振实密度更小,材料纳米化了容量也还可以但到了极片涂覆工艺时可操作性大幅下降。

我们正在探索液相结晶法实现纳米化的同时又不影响涂覆性能,并取得一些进展。

磷酸铁锂材料的理想形貌,是在不影响或者对容量影响不大的前提下实现纳米化但还不能影响涂覆性能。

在这里抛砖引玉欢迎同行一起交流,因希望在业界能形成良好的氛围,不要光关注于几千吨的产量,叫我们群策群力在性能方面做些工作,似乎更有益。

本人没有做过磷酸铁锂,不过本人有些纳米复合材料方面的经验,兴许对楼主有点借鉴。

理想的磷酸铁锂电极材料,按照楼主罗列的问题,本人理解应该是具有球形形貌,数个微米级的大小,粒径分布较窄。

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体在某些特定方向上加力时,在与力的方向垂 直的平面上出现了正负束缚电荷,这种现象称 为压电效应。
• 压电材料主要用于电能与机械能相互转 换的传感器中,例如拾振器,扩音器,超声 波发生仪,和声纳探测仪等。

•(2)热释电性
• 同压电效应类似,有些晶体可以因温度变 化而引起晶体表面电荷,这一现象称为热释电 效应。 • 热释电材料是压电材料中的一类,它主要 的特点是因温度的变化引起介质极化。
•静电场中介质的极化
•(A)真空电容器;(B)介•电电容器
• 当电压加到两块真空的平行板上时,板上的
电荷Q0电压成正比,Q0=C0U,比例系数C0就是 电容。如果在平板电容的极板间充满某种绝缘体
(电介质),则由于电介质在电场的作用下发生
极化而产生表面电荷增加了Q1,则

•(3)铁电性
•如:BaTiO3
• 在具有热释电性的材 料中有一部分晶体即使在 无外电场的作用下也表现 出很强的电偶极矩,这些 电偶极矩在反向电场作用 下可以重新取向,从而得 到如图所示的极化强度与 电场强度的关系曲线(类 似于磁性材料对磁场的关 系,故称之为电滞回线) 。这类晶体称为铁电体。

• 电介质,压电体,热释电体和铁电体之间 的关系可用下图表示:

4 半导体
•二极管
•三极管
•电子产
•光伏电

•4.1 半导体相关概念
• 半导体:材料的电阻率界于金属与绝缘材料 之间的材料。这种材料在某个温度范围内随温度 升高而增加电荷载流子的浓度,电阻率下降。 • 本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半 导体称为本征半导体
试谈材料的电性能
2020年4月18日星期六
Contents:
• 材料电性能的定义 • 导电体 • 绝缘体 • 半导体 • 超导体

1 材料电性能的定义
• 材料的电性能是指材料在外加电压 或电场作用下的行为及其所表现出来的各 种物理现象。 • 材料的电性质包括:导电性,介电性 ,超导性,热电性,铁电性,及压电性等 。
• 材料的电阻突然降到目前仪器水平所能检 测的极限值以下。使超导体的电阻变为零的温度 称为零界温度,以TC表示。
•② 麦斯纳效应(完全抗磁性) • 当温度处于TC以下时,外 加磁场完全被排除在超导体之 外。这时,如果在其上放置一 个磁体的话,磁体将被顶起一 定的距离。

• 自1911年荷兰的H.K.Onnes首先发现汞的超 导性以来,至今人们已经发现了成千上万种超导 体,因此超导体的存在实际上是一种普遍现象, 例如铅、锡等金属,一些合金和化合物具有超导 性。不过这些超导材料的临界温度TC 都很低,约 为4-23.2k。由于苛刻的低温条件严重限制了超导 体技术的应用,因此寻求高TC的超导体材料是该 领域的主攻目标。

• 对掺入施主杂质(如五价元素磷、砷 等) 的半导体,导电载流子主要是导带中的电子, 属电子型导电,称N型半导体。掺入受主杂质( 三价元素硼、铝 等)的半导体属空穴型导电, 称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电 子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空 穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均 称为少数载流子。
•超导体:ρ→0 Ω·m
•导体:ρ=10-8~10-5 Ω·m
•半导体:ρ=10-5 ~ 107 Ω·m
•绝缘体:ρ=107 ~ 1020 Ω·m •
•2.2 影响电阻率的因素
•1、温度的影响。金属中,温度越高,电阻率 越高。 •2、杂质的影响。在纯金属中加入少量的合金 元素将增加金属对电子的散射作用,从而使金 属的电阻率增加。 •3、冷塑性形变的影响。随着冷塑性变形量的 增加,晶体中位错增多,从而电阻率提高。
•1821年塞贝克发 现了热能转换为电 能的塞贝克效应。

5 超导体

•(1)超导性
• 大多数高纯金属 冷却到0K附近时,电 阻逐渐减小到一个表 征该金属的最小值。 也有一些材料在很低 的温度下电阻突然从 某个值降到零,再进 一步降温时,电阻仍 然保持为零,如图。 这种材性质称为超导 性。

•超导材料在特定条件下应具备以下两个特 征: •① 零电阻效应(完全导电性)

•材料按电学性质分类:
•材料 •导电体 •绝缘体 •半导体 •超导体 •如:金属 •如:橡胶 •如:Si •如:纯铅

2 导电体
•金 子
•铜线
•铝线
•石墨

•2.1 金属的电阻率
• 表征材料电性质的物理量有:电阻( R),电阻率(ρ)以及电导率(σ)和其他 性质。
• 电阻R值与被测试样的几何形状及尺 寸有关:
Q0+Q1=CU,电容量增加了。电介质引起电容量
增加的比例,称为相对介电常数εr,也称电容率

•εr=C/C0=(Q0+Q1)/Q0
• 板上的电荷在着眼于介电性质时,绝缘体就
称为电介质。介电性的一个重要标志就是材料能
够产生极化现象。

•3.2 压电性,热释电性,和铁电性
•(1)压电 性• 1880年,P.居里兄弟发现:当对α-石英晶
•R= ρL/A
•式中:R------电阻(Ω);ρ------电阻率,Ω·m;
• L------材料长度,m;A------材料截面积,m2

• 电阻率是微观水平上阻碍电流流动的度 量。电阻是材料形状,尺寸的函数,而电阻 率同密度一样,是材料固有的性质,只与材 料的结构有关,与材料的尺寸无关。
• 电阻率ρ是表征材料导电性的重要物理量。超导 体,导体,半导体的绝缘体ρ值的大小与范围可分类 如下:
• P型半导体与N型半导体相互接触时,其交 界区域称为PN结 。PN结具有单向导电性,PN结 的另一重要性质是受到光照后能产生电动势,称 光生伏打效应,可利用来制造光电池。

•4.2 热电效应
• 如果在一根半导体棒 或者金属的两端保持温度差 ,那就热端的载流子将趋向 于冷端运动。假设载流子是 电子,那么当他们离开热端 而运动到冷端时,就使冷端 变成负的,从而形成的电场 立即使电子向热流引起电子 运动的相反方向运动。当这 两种过程达到平衡时,则在 棒两端建立起电位差。

3 绝缘体
•橡胶
•塑

•陶瓷
•玻璃

•绝缘材料作为材料使用可以分为绝缘材料和介 电材料两类。
•绝缘材料的主要功能是实现电绝缘,如高压绝 缘电瓶所用的氧化铝陶瓷就是一种绝缘材料。 比较常见的介电材料是电容器介质材料,压电 材料等。
•绝缘材料和介电材料两者在电子和电气工程中 都起到重要作用。

•3.1介电性
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