Термоэлектреты

Рис. 15. Схема получения термоэлектретов (а) и электрет после получения (б). Стрелки показывают направление действия электрического поля в диэлектрике Е, в воздушных зазорах Е, Е и направление поляризации Р.

Метод термодеполяризации позволяет вести исследования в области инфранизких частот, что важно при изучении медленных молекулярных процессов (т 1 с). Такие процессы, в частности, связаны с началом сегментальной подвижности полимеров в условиях, когда частота периориентации диполей сегментов близка к нулю . Термодеполяризацию исследуют следующим образом. На пластинки толщиной к = 4,5 мм путем испарения в вакууме наносятся круглые алюминиевые электроды диаметром 50 мм. Затем получают термоэлектреты при температуре поляризации на образцы накладывают постоянное, поддерживаемое определенное врем , напряжение. Под влиянием электрического поля в результате теплового движения диполи в полимере ориентируются. Это относится к диполям, подвижным при данной температуре. В результате происходит накопление объемного электретного заряда. В этом состоянии образцы быстро охлаждают до температуры, значительно более низкой, чем температура стеклования Та данного полимера, после чего внешнее поле снимают. [c.254]

Метод термодеполяризации позволяет вести исследования в области инфранизких частот, что важно при изучении медленных молекулярных процессов (т 1 с). Такие процессы, в частности, связаны с началом сегментальной подвижности полимеров в условиях, когда частота переориентации диполей сегментов близка к нулю. Явление термодеполяризации полимеров исследуют следующим образом. На пластинке толщиной / = 4,5 мм путем испарения в вакууме наносятся круглые алюминиевые электроды диаметром /) = 50 мм. Затем получают термоэлектреты для этого при температуре поляризации на образцы накладывают постоянное, поддер- [c.194]

В зависимости от способа поляризации Э. разделяют на фуппы. Термоэлектреты поляризуются при нагр. диэлектриков в электрич. поле до т-ры при к-рой полярные участки могуг ориентироваться достаточно быстро. При последующем охлаждении в электрич. поле до нек-рой т-ры подвижность полярных участков замораживается и они длит, время находятся в ориентированном состоянии с оста- [c.422]

Термоэластопласты 4/1087, 2, 28, 29, 55, 56, 445, 766, 870, 1088, 1089 1/572, 648, 1045 2/99, 100, 375, 705-708, 1267 3/327, 1221, 1267 5/85, 87, 984 Термоэлектреты 5/S35, 836 Термоэлектронная эмиссия 3/97 Термоэлементы 1/134 2/486 4/1079. 1080 [c.720]

Термоэлектреты Нагрев и охлаждение в постоянном электриче- [c.33]

Зависимость a(t) определяется суммой трех слагаемых, два из которых соответствуют независимому изменению Ог и Ps, а третье отрал<ает взаимосвязь между ними. В зависимости от соотношения между величинами Pso, а о, Xs и тл имеет место тот или иной вид зависимости a = f(t) (рис. 10). Выражение (66) может описать обращение от гетеро- к гомозаряду в процессе хранения электрета, что наблюдалось при исследовании свойств термоэлектретов. [c.35]

Термоэлектреты готовили из образцов ПММА диаметром 50 мм, вырезанных из листа толщиной 1,2+-+ 1,5 мм. На обе поверхности образца накладывали электроды из алюминиевой фольги диаметром 40 мм. Поляризацию проводили при 60, 80, 100, 120 и 140 °С и напряженностях поля п= Ю, 20, 30 кВ/см. Точность поддержания температуры составляла 2°С. Время выдержки под напряжением при заданной температуре составляла 1 ч. Образцы охлаждали в электрическом поле до комнатной температуры за 15—20 мин. Поверхностную плотность заряда определяли методом электростатической индукции. Величину гетерозаряда определяли интегрированием по времени тока деполяризации [по формуле (5)], соответствующего релаксации гетерозаряда. Ток деполяризации измеряли при нагреве электрета со скоростью 6°С/мин от комнатной температуры до 190 °С. [c.47]

Типичным для термоэлектретов является условие р <С 1, т. е. Тг С Ts (что имеет место при больших значениях проводимости [c.35]

Рис. 127. Зависимость 1) . = / (О для термоэлектретов из односторонне металлизированных пленок Ф-4-МБ-2 с разным начальным значением компенсирующей разности потенциалов.

Рис. 13. Получение термоэлектретов обычным способом (а) и по методу увеличения п при охлаждении (о).

Из фторсодержащих пленок получаются наиболее стабильные электреты в течение 120 сут значение Uk для них при 333 К снижается не более, чем на 20 % от исходного значения Ук=200 В. Стабильность термоэлектретов из пленки Ф-4-МБ-2 [176] с положительно заряженной неметаллизированной поверхностью ниже, чем с отрицательно заряженной, что связывают [3, с. 90] с более высокой подвижностью дырок, чем электронов. С целью повышения стабильности электретов применяют прогрев полимерных пленок (предварительный [177], в процессе электризации [178, 179] или даже после изготовления электретов [180]). [c.197]

Свойство Э. терять заряды при нагревании используют для исследования релаксационных явлений в полимерах (электретно-термич.анализ, или метод токов термодеполяризации — ТДП). При этом термоэлектрет, охлажденный в электрич, иоле, напр, до теми-ры жидкого азота, нагревают в отсутствие ноля с постоянной скоростью и определяют температурную зависимость тока ТДП. Этот метод позволяет изучать диэлектрич. релаксацию в области низких частот (порядка 10 —10- гц). В случае 0. с инжектированными зарядами метод позволяет определять глубину ловушек, их количество и подвижность носителей зарядов. [c.470]

Типичным для термоэлектретов является условие р С 1, т. е. Тг <С Т5 (что имеет место при больших значениях проводимости V [20, с. 151]). Тогда в случае Ог> Рз при / <С Тг (т. е. после обращения знака и перехода его через максимум) расчетное значение гомозаряда составляет небольшую долю исходного гетерозаряда [c.35]

На рис. 13 представлены принципиальные электрические схемы получения термоэлектретов по обычному методу и методу увеличения п при охлаждении. В последнем случае последовательно электрету в цепь включают высоковольтный кенотрон, который служит дополнительным нагрузочным сопротивлением. При температуре поляризации Тп сопротивление электрета J э мало, часть напряжения Ук падает на кенотроне. При охлаждении Яэ возрастает, одновременно растет и напряжение на электрете Уэ [c.35]

Таким образом, для получения максимально возможных зарядов термоэлектретов необходимо соблюдение целого ряда условий и выбор оптимальных для данного полимера и и /ц. [c.45]

В термоэлектретах фиксирование ориентированных диполей и смещенных ионов происходит за счет замораживания , снижения подвижности элементов структуры полимера при охлаждении. [c.54]

Различают электреты с гомо- и гетерозарядом (рис. 9). Если эффективная плотность заряда аэфф имеет тот же знак, что и знак заряда на близлежащем при поляризации электроде или знак бомбардирующих поверхность диэлектрика частиц при изготовлении электрета, то в электрете преобладает гомозаряд (рис, 9,а). Если же знак Оэфф противоположен знаку заряда на соответствующем электроде, то в электрете преобладает гетерозаряд (рис. 9,6). Гетерозаряд может получаться при изготовлении термоэлектретов и фотоэлектретов, но с течением времени и в этих случаях может происходить переход от гетеро-к гомозаряду. Электроэлектреты, радиоэлектреты, короноэлектреты имеют, как правило, гомозаряд с момента изготовления. Гомозаряд может возникнуть только за счет переноса заряжен- [c.34]

Значительные изменения электронного состояния тонких полупроводниковых пленок могут быть достигнуты при использовании диэлектрических подложек, обладающих свойствами терюэлектретов. При определенных температурах, напряженностях и временах действия электрического поля, характерных для данного термоэлектрета, вследствие реласационных поляризационных процессов происходит высоковольтная поляризация диэлектрика, увеличивающая его эффективную диэлектрическую постоянную на несколько порядков /37. [c.188]

Важное свойство Э.— способность изменять величину и знак иоверхностных зарядов при механич. нагружении (пьезоэффект). Так, пленочные термоэлектреты из поливинилиденфторида характеризуются пьезоэлектрич. коэффициентами, равными (10—20) х Х10 1 кл/к, из поливинилхлорида — 3-10 1 кл1н. Э. могут изменять геометрич. размеры при воздействии электрич. поля (электрострикция), вырабатывать эдек-трич. ток при нагревании (пироэлектричество). [c.470]

Получение. Термоэлектреты образуются при нагревании термопластичного полимерного диэлектрика выше его темп-ры размягчения, выдержке и последующем охлаждении его в постоянном электрич. поле. Под воздействием поля вследствие высокой подвижности элементов структуры в полимере происходит электрич. поляризация, обусловленная ориентационной дипольной поляризацией (см. Диэлектрические свойства) и смещением ионов, возникающих при диссоциации ионногенных примесей или самих макромолекул (поляризация смещения). При охлаждении в поле эта поляризация замораживается и в полимере образуются поверхностные заряды, противоположные по знаку потенциалам на прилегающих электродах (гетерозаряды). В полях большой напряженности и при наличии воздушных зазоров между электродами и поверхностями полимерного образца происходят электрич. разряды, при к-рых носители зарядов инжектируются в диэлектрик и захватываются энергетич. ловушками . При этом на поверхности полимера образуются заряды, знак к-рых совпадает со знаком потенциалов на прилегающих электродах (гомозаряды) поверхностный заряд Э. равен разности гетеро- и гомозарядов. [c.469]

Рис. 12. Зависимость напряженности поля Е (а) и температуры образца Т (б) от времени ( при получении термоэлектретов (/(—начало процесса 2 — начало поляризации 4 —конец полярязации

Прежде всего, наличие остаточной (замороженной) поляризации следует ожидать у термоэлектретов из полярных полимеров с гетерозарядом. В электретах из неполярных материалов (ПТФЭ, Ф-4-МБ), а также в электретах из полимерных пленок, заряженных в коронном разряде или электронным пучком, преобладает гомозаряд и вклад остаточной поляризации, очевидно, мал. Однако окончательное суждение об относительном вкладе различных факторов в электретный эффект может быть сделано только на основе специальных опытов, включая и исследование процесса релаксации заряда. [c.206]

Впервые электрет был изготовлен японским физиком Егути в 1922 г. из смеси равных частей карнаубского воска и смолы, расплавленной и затем медленно охлажденной до твердого состояния под напряженностью электрического поля 11 кв1см. Эти электреты называют термоэлектретами. [c.234]

Электреты в целом можно разделить на две группы— электреты, заряды которых обусловлены в основном остаточной поляризацией, и электреты, заряды которых обусловлены инжектированными зарядами. К первым относятся термоэлектреты, хемоэлектреты, криоэлектреты и механоэлектреты. Ко вторым — электроэлектреты, технологические электреты, радиационные электреты, электреты, получаемые статической электризацией. Из приведенных названий видно, что элект реты принято называть по способу их получения. Электреты первого типа с преимущественно остаточной поляризацией отвечают первоначальному определению электретов как тел, обладающих равными и разноименными зарядами на своих противоположных сторонах. Электреты с инжектированными зарядами могут быть заряжены одноименно. [c.34]

Первыми были получены термоэлектреты [1, 2]. Процесс получения термоэлектретов удобно представить графически (рис. 12). Сначала образец полимера нагревают (обычно без воздействия внешнего электрического поля) до температуры поляризации Гц. Затем прикладывают постоянное электрическое поле и выдерживают в этом поле в течение времени поляризации п, после чего образец охлаждают до температуры хранения, например до комнатной температуры Тк, в поле Еп. После этого поляризующее напряжение отключают — термоэлектрет готов. Величина и стабильность поляризации не зависит от того, прикладывается ли поле в момент 1 или в момент Ь (рис. 12). Существенно влияют на характеристики электретов время выдержки полимера под напряжением, температура поляризации и напряженность поля. Имеются и другие способы получения термоэлект- [c.34]

Бременем Стаб — а не меняется после времени хранения / р Т — термоэлектрет Э — электроэлектрет М — механоэлектрет К — электрет, полученный в коронном разряде Р — электрет, полученный облучением электронным пучком. [c.50]

Следующий пример — получение термоэлектретов из поливинилхлорида [101—105]. Электреты получали на образцах ПВХ в основном толщиной 1,5 и диаметром 53 мм в широком диапазоне ш 7 п и ta. На рис. 21 приведена зависимость Оэфф ПВХ электретов от температуры поляризации при разных Ей- Зависимости, отложенные в координатах 0эфф от обратной абсолютной температуры поляризации, представляют собой ломаные, точка излома Ги находится вблизи температуры стеклования ПВХ — 85 °С. Величина сГэфф растет с увеличением п и температуры поляризации, в последнем случае с на- [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология