Механизмы поляризации диэлектриков

Если электрическое поле приложить к гетерогенному диэлектрику, состоящему из двух или более отдельных фаз, каждая из которых характеризуется собственными диэлектрической проницаемостью и проводимостью, то будет наблюдаться тенденция к накоплению носителей заряда на межфазных границах, причем каждая фаза внесет значительный вклад в общую поляризацию системы. Этот механизм поляризации часто называют эффектом Максвелла - Вагнера, и важ- [c.320]

О механизме поляризации диэлектриков [c.407]

О механизме поляризации диэлектриков с координационной или каркасной структурой. Домены [c.407]

Различают поляризацию электронную, связанную со смещением электронов относительно ядер , ионную, связанную со смещением отрицательных и положительных ионов кристаллической решетки, и ориентационную, происходящую в диэлектрике, молекулы которого обладают собственным дипольным моментом. Процесс поляризации характеризуется временем релаксации. Различные времена релаксации для разных механизмов поляризации приводят к частотным зависимостям диэлектрических характеристик материалов. Например, на рис. [c.37]

При гармоническом изменении поля с круговой частотой и в несовершенных диэлектриках, обладающих электропроводностью (V > 0) и замедленными механизмами поляризации, происходящими с рассеянием энергии, вводится комплексная диэлектрическая проницаемость, равная [c.35]

Дальнейшее рассмотрение вектора поляризации диэлектрика р требует использования молекулярных представлений. Чтобы связать макроскопическое поведение диэлектрика со свойствами отдельных его молекул и установить механизм поляризации, необходимо выяснить, как будет вести себя изолированная нейтральная молекула диэлектрика в электрическом поле. С этой точки зрения все диэлектрики могут быть разделены на неполярные и полярные. У первых молекулы обладают электрической симметрией, центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Полярные же диэлектрики построены из электрически асимметричных молекул, у которых центры тяжести положительных и отрицательных зарядов находятся на некотором расстоянии I друг от друга и образуют электрический диполь. Таким образом, неполярные молекулы в отсутствие поля не обладают дипольным моментом, а полярные имеют независимо от поля постоянный дипольный момент. [c.8]

В настоящее время общепризнанной является теория электретов Гросса [40]. Распределение зарядов внутри монокристаллов связывается с разделением положительных и отрицательных центров или с ориентацией диполей. Исчезновение объемной поляризации может вызывать электрошумовые биения. Кроме того, иногда возникают поверхностные заряды вследствие пробоя диэлектрика (воздуха) между электродом и электретом. Поверхностный заряд исчезает не так быстро, как объемный, и часто он бывает достаточно велик, чтобы изменить полярность электрета. Такое явление наблюдается довольно часто. Поверхностные заряды могут существовать на таких веществах, как парафиновый воск и полистирол, которые не обнаруживают никакого диэлектрического поглощения. Зная механизм образования поверхностного заряда, можно предполагать, что он не однороден по всей поверхности, и это можно обнаружить, распыляя по поверхности порошрк. Получающаяся при этом на поверхности электрета картина рассмотрена в работе Желудева и Фридкина [156]. [c.670]

При помещении диэлектрика в электрическое поле объем диэлектрика приобретает отличный от нуля электрический момент, т. е. диэлектрик поляризуется. Поляризация диэлектрика обусловлена действием пяти независимых механизмов [92] 1) электронное смещение 2) атомное (ионное) смещение, которое наблюдается в молекулах с гетерополярными связями 3) дипольная, или ориентационная, поляризация 4) трансляционная поляризация (ионные перебросы) 5) макроскопическая поляризация, свойственная системам с неоднородной структурой (образование заряженных слоев на границах раздела неоднородностей), [c.34]

Механизм поляризации у различных веществ неодинаков. Например, у полярных веществ имеет место дипольная поляризация, у неорганических кристаллов и стекол—ионная [1], а у некоторых твердых диэлектриков наблюдается поляризация, нием объемного заряда и [c.7]

Будем рассматривать основные механизмы поляризации, характерные для идеальных кристаллических диэлектриков. Их три электронная, ионная и ориентационная. [c.149]

Рассмотрим теперь диэлектрик с постоянной ненулевой плотностью электрических диполей (так называемый пироэлектрик, см. Ландау и Лифшиц, 1982). Аналогом этих постоянных диполей являются аксиальные дипольные моменты g Ota отдельных нуклонов. Кроме того, у диэлектрика имеется индуцированная дипольная поляризация Р. Ее аналогом служит аксиальный обменный ток Аех (см. уравнение (9.98)), который соответствует индуцированным аксиальным диполям, образованным за счет р-волнового (дипольного) лЫ-взаимодействия на отдельных нуклонах. Таков механизм, ведущий к аксиальному двухчастичному обменному току (9.100). [c.384]

Заканчивая рассмотрение механизма образования гетерозаряда, отметим, что гетерозаряд в термоэлектретах из полимерных диэлектриков при Ти<Тс и в ряде случаев в области стеклования обусловлен почти исключительно ориентационной поляризацией диполей. В области Гп>7 с, где электропроводность обусловлена ионами, гетерозаряд может быть вызван также смещением ионов. [c.138]

Наличие различных физич. механизмов Р. я. приводит к тому, что при исследовании Р. я. в широком интервале темп-р обнаруживается несколько релаксационных переходов. Релаксационный процесс, наблюдающийся при наиболее высокой темп-ре, наз. а-переходом, а связанный с ним процесс — а-релакса-цией расположенные при более низкой темп-ре переходы и соответствующие им процессы обозначают буквами f , V, б и т. д. (По др. классификации а-пере-ходом называют стеклование.) Во всех этих случаях одно и то же изменение в расположении участвующих в данном релаксационном процессе частиц происходит при различных темп-рах за разное время, причем тем быстрее, чем выше темп-ра. Соответственно одно и то же изменение релаксирующей величины (напр., деформации тела, поляризации диэлектрика, намагниченности магнетика, объема тела при набухании) достигается при нагревании быстрее. Эта эквивалентность влияния времени и темп-ры на Р. я., получившая название суперпозиции принципа температурно-временного, широко используется как для сопоставления полученных в разных температурно-временных режимах экспериментальных данных по Р. я., так и для регулирования релаксационных процессов при переработке полимеров в изделия. Если Р. я. определяются не одним, а несколькими взаимосвязанными процессами (напр., при кристаллизации, когда росту кристаллитов предшествует образование зародышей), принщт температурновременной суперпозиции нарушается. [c.164]

Диэлектрическая проницаемость гц кристалла зависит от частоты внешнего электрического поля. В прозрачных диэлектриках при оптических частотах можно полагать е = п , т. е. определять е по измерениям показателя преломления тг но соотношение п — У хорошо выполняется лишь для кристаллов с чисто электронным механизмом поляризации, т. е. для молекулярных кристаллов и кристаллов с гомеополяр-ной связью. В кристаллах, у которых кроме электронного механизма поляризации имеется и ионная поляризация, е превышает п . Наконец, в полярных кристаллах, где существенна роль ориентационной поляризации, соотношение — в не выполняется. [c.215]

Степень поляризации диэлектрика, оцениваемая приращением емкости конденсатора (любой формы) при замене вакуума между пластинами данным диэлектриком, называют его относительной диэлектрической проницаемостью и обозначают безразмерной величиной 8. По физическому механизму поляризации различают неполярные и полярные диэлектрики. Первым, имеющим сравнительно малые 8, свойственны только быстрые виды поляризации, устанавливающиеся в диэлектрике за 10-13—10->5 с после наложения внешнего электрического поля. Медленные виды поляризации, вызывающие тепловыделения в изоляции, свойственны в основном полярным диэлектрикам. Параметр е входит в целый ряд основных уравнений [129], определяющих физические процессы в ди-зяектриках. Важное значение параметр 8 имеет при расчетах напряженности электрического поля в многослойных диэлектриках, к которым относят электроизоляционные конструкции из пропитанных жндкнми [c.157]

Основные представления об электрических свойствах диэлектриков, включая феноменологическое описание их, изложены в первой главе, подготовленной при участии всех авторов. В последующих трех главах изложены экспериментальные. данные и описаны некоторые молекулярные механизмы электрической проводимости (Б. И. Сажин, В. П. Шуваев), электрической прочности (С. Н. Койков, О. С. Романовская, М. Э. Борисова), диэлектрических потерь и поляризации (А. М. Лобанов, М. П. Эйдельнант). Пятая глава посвящена полимерным пьезоэлектрикам (М. П. Эйдельнант) и электретам (М. Э. Борисова, С. И. Койков). В связи с выходом монографий по электропроводящим пластмассам [1] и полимерным электретам [2, 3] соответствующие разделы книги нами сокращены. [c.5]

Механизм, рассмотренный Левичем и Догонадзе [28, 45—47], имеет некоторые черты, обш,ие с механизмом Маркуса. Рассматривается процесс сближения ионов, за которым следуют перегруппировка растворителя и, наконец, собственно переход электрона. Процедура расчета энергий отталкивания и перегруппировки частично основана на трактовке Кубо и Тоёдзава [48] и очень похожа на использованную Маркусом. Растворитель рассматривается как неполяризуемый непрерывный диэлектрик, у которого вектор поляризации изменяется во время электронного перехода. Левич и Догонадзе считают, однако (в отличие от Маркуса), что рассчитанные ими и Маркусом энергии являются не свободными энергиями, а общими. В подтверждение этой точки зрения они приводят тот факт, что полученные Маркусом суммарные свободные энергии активации на самом деле лучше согласуются с экспериментальными энергиями активации, чем с экспериментальными свободными энергиями активации. Так, для системы Ре + — Ре + рассчитанная Маркусом величина 9,8 ккал моль" - очень близка к экспериментальной активационной энергии 9,9 ккал-моль . Однако рабочими величинами в растворе являются свободные энергии, которые могут быть отождествлены с энтальпиями только в том случае, если диэлектрическая постоянная не зависит от температуры. [c.32]

Примерно в 1924 г. А. Ф. Иоффе возобновил свои работы по электрическим свойствам диэлектрических кристаллов, начатые еще у Рентгена. К проведению этих исследований он привлек своих многочисленных учеников и сотрудников по Физико-техническому институту (в частности, Д. А. Рожанского, К. Д. Синельникова, Б. М. Гохберга и др.). В случае ионных кристаллов Иоффе особенно интересовал совершенно не изученный вопрос о пробивной прочности этих кристаллов. Еще ранее он обнаружил возникновение в них высоковольтной поляризации, сосредоточенной в чрезвычайно тонких слоях. Напряженность электрического поля в этих слоях значительно превышала ту, которую способны выдержать толстые слои тех же кристаллов. Подробное исследование этой тонкослойной изоляции не оправдало связанных с ней надежд на техническое использование высоковольтных аккумуляторов с малыми габаритами. Однако оно привело к ряду важных открытий и изобретений, в частности к открытию нового весьма ценного изолирующего материала — стирола. Изучение пробоя твердых диэлектриков при сравнительно высоких температурах (Н. Н. Семенов, А. Ф. Вальтер) привело далее к созданию теории теплового пробоя их (В. А. Фок, Н. И. Семенов) вследствие разогрева под влиянием прохождения электрического тока и возрастания электропроводности, т. е. силы тока за счет этого разогрева. Абрам Федорович показал, однако, что при обычных и низких температурах пробой осуществляется другим механизмом электронного характера. [c.17]

В ионных решетках наблюдаются средние координационные числа 6, с отклонениями до 8 и 4, вызванными взаимодействием электронных оболочек координационное число 8, как оказалось, вызвано дополнительным притяжением оболочек больших ионов, например sl, sBr, s l, под действием дисперсионных сил, см. ниже. Координационное число 4 обусловлено поляризацией ( IV. 14—IV. 15) электронной оболочки аниона силовым полем катиона (например, dS или ZnS), причем характер связи становится ковалентным. Энергетическая прочность связи характеризуется энергией решетки ( IV. И). Электропроводность ионных решеток с повышением температуры растет. В отлпчие от ковалентной и металлической решеток механизм проводимости ионных решеток ионный. Вещества, имеющие такой механизм проводимости, являются диэлектриками (или полупроводниками). [c.262]

В ряде работ [23—28] было показано удовлетворительное описание эффектов электрополевого взаимодействия диэлектрических частиц в неполярных средах на основе представлений диэлектрической поляризации материала дисперсных частиц и среды. В отношении жидких диэлектрических сред необходима лишь оговорка, что данный механизм правомерен при достаточно низкой дисперсности, когда явлениями на границе раздела фаз можно пренебречь. Тогда, допуская, что неполярные дисперсионные среды являются чистыми диэлектриками в безграничном однородном электрическом поле напряженностью Е, можно описать взаимодействие частиц радиусов и а , находящихся на расстоянии г а друг от друга, следующим образом [26, 29, 30] [c.16]