Диэлектрическая проницаемость суспензий

Рис. V.67. Изменение диэлектрической проницаемости суспензии угольного порошка в лаках со временем после прекращения перемешивания при частоте 1 кгц (Парте, 1945)

Эта формула определяет тензор диэлектрической проницаемости суспензии 8 ., описывающий оптическую анизотропию суспензии, которая может быть вызвана или течением (эффект Максвелла), или приложенным полем (эффект Керра), или тем и другим вместе. Все эти эффекты для суспензии связаны с ориентирующим воздействием [c.108]

Определим далее, следуя [22], выражение для тензора диэлектрической проницаемости суспензии через характеристики частицы. [c.109]

При совместном действии потока и поля комбинация выражений (1.5) и (4.2.17) при слабых полях или (1.5) и (4.3.19) при сильных полях приводит к формулам, определяющим тензор диэлектрической проницаемости суспензии в потоке с точностью до членов первого порядка по градиентам скорости и в поле, соответственно слабом и сильном. [c.110]

Тензор диэлектрической проницаемости суспензии неполярных частиц определяется выражением (1.5), в силу которого для описания кинетики оптической анизотропии в полях, зависящих от времени, необходимо знать изменение моментов второго порядка во времени, что определяет уравнение (46.15). [c.115]

Поскольку при поляризации ДС частица приобретает наведенный диполь-ный момент, диэлектрическая проницаемость суспензии должна отличаться от диэлектрической проницаемости дисперсионной среды не только за счет тривиального эффекта, связанного с различием диэлектрических проницаемостей частицы и среды. Из-за проводимости дисперсионной среды рассмотрение этой проблемы применительно к случаю статического поля лишено смысла. Если частота переменного поля не слишком велика, так что за период успевает устанавливаться локальное равновесие между данным участком ДС и прилежащим объемом электролита, механизм поляризации в переменном поле такой н е, как и в статическом, что позволило автору совместно с Шиловым [13] обобщить теорию поляризации тонкого ДС на случай переменного поля умеренной частоты. Поляризация частицы оказывается связанной с перепадом концентрации вдоль внешней границы ДС, который периодически изменяется во времени с некоторым отставанием от приложенного поля. Мерой этого отставания по фазе является безразмерный параметр г а, где Гц = )/2/>/со — эффективное смещение фронта диффузии за период. Это отставание по фазе математически выражается в том, что поляризуемость, т. е. отношение ди-нольного момента к внешнему полю = бф/ в, представляется комплексной величиной Еа (а -Ь га ), если временную зависимость переменного поля описывать, как обычно, экспонентой комплексного аргумента [c.105]

На частотах порядка )/7 распределение концентрации за пределами двойного электрического слоя (ДЭС) будет отставать по фазе от внешнего электрического поля. Изменение концентрации электролита вдоль поверхности частицы за пределами ДЭС влияет на тангенциальные потоки в ДЭС, а через них на распределение поляризационного заряда, что и приводит к появлению мнимой части / "о при А/со 1, а значит, и к очень большим, значениям диэлектрической проницаемости суспензии. [c.105]

Для нахождения низкочастотного предела диэлектрической проницаемости суспензии достаточно ограничиться разложением x z, г) по параметру Иг с точностью до членов второго порядка [c.109]

Сравнительно длительное установление стационарного распределения концентрации электролита за пределами двойного слоя при его поляризации обусловливает на низких частотах гигантские значения диэлектрической проницаемости суспензий и ее низкочастотную дисперсию. [c.114]

Возьмем значение штерновского потенциала ijJs равным 125 и положим ф = i 35, ф — скачок потенциала в подвижной части двойного слоя. Тогда, рассчитывая величину Лё — отклонение диэлектрической проницаемости суспензии от диэлектрической проницаемости воды с помощью формулы (3) работы [10] и формулы (36) работы [7], получаем для величины Дё/Р зависимость от частоты (рис. 2). Нет оснований ожидать лучшего соответствия расчетных и экспериментальных данных, имея в виду осложнения, вносимые полидисперсностью и сложным составом электролита. В дальнейшем необходимо продолжить экспериментальные исследования на объектах, более соответствующих теоретической модели, чтобы оценить возможность теории поляризации диффузной части двойного слоя для объяснения аномальных диэлектрических свойств суспензий. [c.40]

В случае взвеси не возможен ни первый, ни второй из упомянутых эффектов, вследствие чего не возможен и максимум на кривой е (б), что и подтверждается известными теориями диэлектрической проницаемости суспензий как приближенными [2— 5,7], так и строгой статистической теорией [13]. В частности, расчеты по формуле Бруггемана — Ханаи [2,4], упоминающейся в [12], для системы масло в воде , аналогичной по объемным свойствам компонентов системе кварц в воде , дают монотонное изменение е системы с изменением объемной доли включений. [c.48]

Для объяснения гигантской низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости суспензий Шварцем [17] была предложена модель частотнозависимой поверхностной проводимости. Эта модель предполагает наличие на поверхности сферической частицы ионов, которые смещаются под влиянием внешнего поля вдоль поверхности частицы без обдтена с объемом, а фактором, восстанавливающим исходное равномерное распределение после выключения поля, является поверхностная диффузия этих ионов. Критика этой модели дана в работе [23]. [c.103]

Поляризация диффузной части двойного электрического слоя сопровождается еще одним очень важным явлением, определяющим гигантские значения низкочастотной диэлектрической проницаемости суспензии. Поскольку тангенциальные потоки переносят в основном ионы одного знака (противоионы), то и подпитывающие их потоки из объема электролита также должны нести в основном ионы того же знака. Это требование не может быть выполнено, если мы будем рассмат])ивать объемные потоки чисто электрического происхождения, так как они в равной степени переносят ионы обоих знаков (противоионы и коионы). Для компенсации объемного потока ионов, которые в меньшей степени переносятся поверхностными потоками, долнген возникнуть диффузионный поток в объеме электролита, а значит, и перепад концентрации электролита за пределами двойного электрического слоя. Смешанные диффузионно-электрические объемные потоки могут переносить ионы обоих знаков в произвольном соотношении, что обеспечивает возможность баланса поверхностных и и объемных потоков при любой величине равновесного заряда частицы. Перепад концентраций электролита за пределами двойного электрического слоя реализуется в области порядка линейных размеров частицы I, поэтому для формирования стационарного перепада концентраций требуется время порядка (где В — коэффициент диффузии ионов в электролите). [c.105]

Теория низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости, развитая на основе теории поляризации двойного слоя цилиндрических частиц в переменном поле, позволяет объяснить наблюдаемые высокие значения диэлектрической проницаемости суспензий и растворов полиэлектролитов, в частности данные Такашимы о низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости растворов ДНК. [c.114]