Электризация диффузией ионов

В основе трибоэлектричества твердых тел лежат контактные явления. При взаимном трении двух твердых тел отдельные локальные участки поверхности этих тел вступают в контакт и затем разделяются. В момент контакта происходит переход электронов и ионов от одного тела к другому. Контактная электризация двух металлов, двух полупроводников, металла и полупроводника обусловлена переходом электронов через границу раздела от вещества с меньшей работой выхода к веществу с большей работой выхода. При контакте металла и диэлектрика электризация возникает за счет перехода электронов из металла в диэлектрик и перехода ионов того или иного знака из диэлектрика на поверхность металла. В случае контакта двух диэлектриков электризация обусловлена диффузией носителей тока из одного вещества в другое. [c.653]

Известны различные способы электризации частиц [50—54]. В порошках заряды образуются путем трения в результате возникают частицы с зарядами обоих знаков (биполярная зарядка). При распылении жидкостей также образуются капли с зарядами обоих знаков заряд зависит от числа положительных и отрицательных ионов, находящихся в капельке в момент ее образования, т. е. определяется случайными флуктуациями концентрации ионов в жидкости. Частицы дыма приобретают заряды вследствие диффузии к ним газовых ионов, которые образуются Б атмосфере благодаря непрерывному воздействию ионизирующих излучений, в частности космических лучей, а-, и -излучений земной коры и радиоактивных веществ современных ядерных установок. Образующиеся ионы превращаются в электрически нейтральные частицы в результате рекомбинации. Взаимодействие этих двух процессов — образования ионов и их рекомбинации — приводит к некоторому динамическому равновесию, при котором в атмосферном воздухе содержатся ионы в той или иной концентрации. Эти ионы, попадая на взвешенные частицы в результате диффузии, вызывают электризацию частиц. При достаточной длительности этого процесса достигается биполярная зарядка частиц со стационарным распределением зарядов. Ионизация воздуха является причиной и обратного процесса — утечки зарядов через воздух. [c.40]

Частицы конденсационных аэрозолей, полученных при умеренных температурах, как правило, не заряжены, но вследствие диффузии к ним газовых ионов постепенно заряжаются, пока не будет достигнуто стационарное состояние. Уайтлоу-Грей и Паттерсон приводят пример такой электризации аэрозолей хлорида аммония, стеариновой кислоты и канифоли, полученных путем испарения при низкой температуре. Вначале число заряженных частиц составляло несколько процентов, но затем оно быстро увеличивалось, и в случае хлорида аммония через 2 ч было заряжено 70% частиц, причем имелись некоторые указания на то, что по истечении этого времени доля заряженных частиц продолжала медленно расти. В дымах стеариновой кислоты число положительно и отрицательно заряженных частиц было приблизительно одинаково, как видно из табл. 3.5. [c.91]

При Я+=Я уравнение (3.22) дает симметричную кривую распределения, которая становится все более сжатой по мере уменьшения капелек. Доля капелек с нулевым зарядом резко возрастает по мере уменьшения их радиуса. При радиусе в 1 мк 90% капелек имеет средний абсолютный заряд равный 5 элементарным зарядам. Лабораторная проверка распределения зарядов в экспериментальной облачной камере дала довольно хорошее согласие с теорией. Кроме того, установлено, что результаты опытов Джиллеспи и Ленгстрота с пылями, подвергнутыми старению настолько, что первоначально возникшие трибоэлектрические заряды успели рассеяться, также можно объяснить с помощью теории Ганна. Форма теоретической кривой распределения близка также к экспериментальной кривой Канкеля для первоначально незаряженного подвергнутого старению в течение разных промежутков времени аэрозоля хлорида аммония с частицами диаметром 0,7—Зжл (рис. 3.10). Ганн рассмотрел также скорость изменения заряда частиц высокозаряженной пыли вследствие диффузии к ним природных ионов, но ему не удалось проверить экспериментально выведенное им соотношение. Однако в работе Уесснера и Ганна было обнаружено, что аэрозоли с существенно различной первоначальной электризацией всегда приходят примерно к одному и тому же конечному стационарному распределению при длительном выдерживании в сильно ионизированной атмосфере. Позднее эти же авторы показали экспериментально, что уравненпе (3.22) справедливо также при неодинаковой подвижности положительных и отрицательных ионов и окончательно подтвердили то мнение, что заряды частиц в старых аэрозолях обусловлены тепловой диффузией легких ионов, обычно присутствующих в атмосфере. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология