Поляризация дипольно-релаксационна

О -> оо, е" = ест. Значение е" -> О, как при оз О, так и при -> оо и проходит через максимум, равный е"макс = (4пЛ/ й) (1//о)о) при (О = шо (рис. VII. 4). Сдвинутая по фазе компонента г" так же характеризует энергетические потери, как и в случае релаксации дипольной поляризации. Резонансное поглощение для полимеров менее существенно, чем дипольные релаксационные потери. В случае резонансного поглощения области максимума б" и изменения е существенно уже, чем при релаксационных процессах. [c.239]

Диэлектрические потери полимеров определяются двумя физическими причинами электрической проводимостью (сквозной ток) и дипольно-релаксационной поляризацией (ток замедленной поляризации). Понятно, что химическое строение, физическая структура, фазовое, агрегатное и физическое состояние будут формировать значение диэлектрических потерь. [c.151]

Тепловая поляризация (ионная или дипольная) происходит вследствие движения слабо связанных ионов внутри диэлектрика в направлении внешнего поля или ориентации постоянных диполей в электрич. поле. Этот вид поляризации имеет релаксационный характер, т. к. устанавливается в процессе теплового движения частиц диэлектрика за счет энергии теплового движения. Тепловая дипольная поляризация характерна для полярных полимеров, молекулы к-рых содержат группы атомов с постоянным (перманентным) дипольным моментом. Скорость установления диполь-иой поляризации в полимерах определяется временем релаксации т, к-рое в среднем требуется диполю для поворота под действием внешнего поля. Значение т зависит от строения полимера и темп-ры (см- Диэлектрические свойства). [c.368]

У полярных веществ, кроме электронной и атомной поляризации, наблюдается также дипольно-релаксационная поляризация, обусловленная появлением под действием внешнего поля некоторой упорядоченности в хаотическом движении частиц, обладающих дипольным моментом. Дипольно-релаксационная поляризация связана с тепловым движением молекул и устанавливается относительно медленно. [c.55]

Полярные молекулы, следуя за изменением электрического поля, поворачиваются в вязкой среде и вызывают потери электрической энергии на трение с выделением тепла. Количество энергии, выделяющейся в единицу времени в диэлектрике под воздействием электрического поля, называют диэлектрическими потерями. В общем случае диэлектрические потери обусловлены дипольно-релаксационной поляризацией и сквозным током. [c.56]

Интересно отметить хорошее совпадение значений диэлектрической проницаемости с квадратом показателя преломления света. Такое соблюдение соотношения е = (для разных масел в интервале температур от 20 до 70°) свидетельствует об отсутствии дипольно-релаксационной поляризации в исследуемых маслах. [c.125]

Дипольно-релаксационная поляризация (ориентационная) — определяется поворотом и ориентацией дипо-68 [c.68]

Д.-р. п.) с увеличением температуры возрастает, пока ослабление молекулярных сил (уменьшение вязкости) оказывается сильнее, чем возрастание хаотичного теплового движения. Затем, когда хаотичное движение становится интенсивнее, преобладает над ориентацией диполей, величина дипольно-релаксационной поляризации с ростом температуры начинает падать. [c.69]

Дипольно-релаксационная поляризация совершается за время, равное приблизительно 10 сек. Зависимость этой поляризации от частоты электрического поля и температуры показана кривыми на рис. 3.1, 3.2. [c.69]

Поляризация дипольных жидкостей определяется одновременно электронной и дипольно-релаксационной поляризацией. Величина диэлектрической проницаемости е тем больше, чем больше величина электрического момента диполей Ц, и чем больше число молекул в единице объема Пц. [c.74]

Органические полярные диэлектрики имеют дипольно-релаксационную поляризацию. Диэлектрическая проницаемость у многих сегнетоэлектриков велика и имеет резко выраженную зависимость от напряженности поля и от температуры. Характерной особенностью сегнетоэлектриков является наличие в них диэлектрического гистерезиса. [c.75]

Потери вследствие замедленной поляризации диэлектрика (дипольно-релаксационной ионно-релаксационной) являются наиболее суш,ественными диэлектрическими потерями. [c.87]

Полярные жидкости, кроме потерь от электропроводности, обладают потерями, связанными с дипольно-релаксационной поляризацией. [c.92]

При введении в каучуки ферритового наполнителя образуются неоднородные системы с существенно измененными диэлектрическими свойствами. На рис. 5.5 представлена зависимость диэлектрической проницаемости вулканизатов магнитномягких резин на основе ряда каучуков от содержания ферритового наполнителя Ф1. Как видно из рисунка, у ненаполненных вулканизатов на основе неполярных каучуков значение е лежит в пределах 2—3, что обусловливается в основном упругой электронной поляризацией. В связи с тем, что смещение электронов и ионов под действием электрического поля происходит весьма быстро (за время порядка 10 5 и 10 з с соответственно), то при всех радиотехнических частотах этот вид поляризации успевает полностью установиться за время много меньше полупериода приложенного поля, поэтому при этих частотах не возникает диэлектрических потерь, обусловленных упругими видами поляризации [136]. В вулканизатах, имеющих полярные группы, диэлектрическая проницаемость определяется в основном дипольно-релаксационной поляризацией, а значение е лежит в пределах 10—12. [c.123]

Первые из них вызваны электропереносом ионов под действием поля. Часть энергии, полученная ионами от поля, передается сетке стекла в виде тепла. Близки к ним дипольные релаксационные потери, которые также возникают благодаря наличию подвижных ионов в стекле. Под действием переменного поля ионы проходят через небольшие потенциальные барьеры, что вызывает поляризацию вещества. Оба типа потерь объединяют под названием миграционных. [c.127]

Модель Дебая. Первое молекулярное описание релаксационной поляризации в диэлектриках было сделано Дебаем. Он постулировал, что дипольные молекулы в процессе их ориентации полем должны вращаться, совершая работу против сил трения, обусловленных соударениями. Это предположение позволило ему найти формулы (621) и вычислить время релаксации [6] [c.358]

Для статических режимов характерны изменения во времени токов поляризации, аналогичные явления ползучести и релаксации напряжения при механических воздействиях. Для нх исследования применяют метод термостимулированной деполяризации, аналогичный методу термостимулированного сокращения предварительно деформированного полимера. При воздействии переменного электрического поля в полимерах возникает несколько типов релаксационных процессов низкотемпературные р- и у-переход и а-переход в области стеклования. Первые два относятся к так называемым дипольно-групповым, где кинетическими единицами являются боковые привески (V-переходы) или мелкомасштабные участки (звенья) главной цепи (р-переход). Процесс а-релаксации в электрических полях называют дипольно-сегментальными, так как кинетическими единицами этого процесса являются сегменты. [c.249]

Структурная (макроскопическая, межслоевая) поляризация является дополнительным механизмом релаксационной поляризации, имеющей место в твердых телах с неоднородной структурой и при наличии примесей. Причинами поляризации является перемещение электронов или ионов в пределах отдельных включений под влиянием электрического поля. Такие включения приобретают дипольный момент и Ведут себя подобно гигантской поляризованной молекуле. [c.416]

Битумам и нефтяным остаткам свойственна диполь-но-релаксационная поляризация. В этом случае повышение температуры диэлектрика сопровождается ослаблением межмолекулярных взаимодействий, мешающих ориентации диполей, что сопровождается увеличением поляризации. С другой стороны, возрастающее тепловое движение дипольных молекул мешает их ориентации в направлении поля. Диэлектрическая проницаемость нефтяных остатков увеличивается при повышении температуры от 20 °С до 40-50 °С (с 2,6 до 2,8), далее понижается, проходит через минимальное значение около 150-170 °С (2,4-2,5), после чего резко возрастает и при 240 °С достигает 3,5-3,6. Диэлектрическая проницаемость битумов при повышении температуры до 80-90 °С увеличивается до 2,7-2,8, остается почти неизменной до 160-170 °С, при дальнейшем повышении температуры увеличивается и при 250 °С достигает величины 3,2-3,3. [c.766]

Характер температурной зависимости свидетельствует о преобладании в исследованных веществах ди-поль-релаксационной поляризации, характерной для молекул с постоянным дипольным моментом. Наличие восходящих участков на кривых диэлектрической проницаемости объясняется присутствием в гудроне и битуме ассоциатов, поэтому при нагревании происходит высвобождение полярных групп. До температуры примерно 80 °С в гудроне и 120 °С в битуме увеличение поляризации преобладает над дезориентирующим влиянием теплового движения частиц (молекул). При более высоких температурах наблюдается периодическое экстремальное изменение измеряемых величин, что отражает критические фазовые переходы в среде гудрона и битума (образование новых фаз). [c.786]

Электрические свойства полимеров в переменных полях определяются процессом установления поляризации во времени. Движение электронов, ионов, диполей и более сложных заряженных частиц во внешнем электрическом поле сопровождается изменением взаимодействий этих заряженных частиц, приводящим к рассеянию энергии внешнего поля в диэлектрике. С процессом установления поляризации электронного и ионного смещения связаны так называемые резонансные диэлектрические потери. Для процесса установления дипольной поляризации, а также поляризации, определяемой слабосвязанными ионами, характерны релаксационные диэлектрические потери. При низких частотах существенный вклад в диэлектрическое поглощение вносят потери, определяемые электрической проводимостью [c.21]

С в течение 2 ч, с различным содержанием диоксида титана рутильной модификации [92]. С ростом степени нанолпе-ния наблюдается повышение е и уменьшение tg б покрытий во всем интервале температур, что обусловлено различием диэлектрических показателей эпоксидной пленки и пигмента диэлектрическая проницаемость пигмента более чем в 30 раз больше, а б почти на два порядка меньше, чем у связующего [9-3, с. 229]. Кроме того, уменьшение тангенса угла потерь, очевидно, связано и с уменьшением в результате адсорбции на поверхности частиц пигмента концентрации полярных групп полимера, участвующих в дипольно-релаксационной поляризации. Температура максимума дипольно-сегментальных потерь меняется при увеличении степени наполнения пленок немонотонно, как и полимера. [c.202]

По результатам измерения электрофизичес1сих характеристик остатков и битумов даже при температуре выше 250 °С в них сохраняются структурные образования. Диэлектрическая проницаемость нефтяных остатков и полученных из ешх битумов при повышении температуры увеличивается. Такое поведение обратно 1Ю-ведению обычных веществ, диэлектрическая проницаемость которых при повышении температуры уменьшается. Характер температурной зависимости диэлектрической проницаемости и тангенс угла диэлектрических потерь свидетельствует о преобладании в остатках и брпумах дипольно-релаксационной поляризации, характерной для молекул с постоянным дипольным моментом. При изменении температуры наблюдается экстремальное изменение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. Прохождение этих величин через экстремумы при изменении температуры связано с критическими фазовыми переходами (образованием новых фаз). Структурные образования сохраняются и при растворении нефтяных остатков даже в таком хорошем растворителе, как бензол. Исследования диэлектрических характеристик бензольных растворов компонентов нефтяных остатков и битумов показали, что между смолами и асфальтенами проявляются более сильные взаимодействия, чем между отдельными частицами только смол или асфальтенов. Мольная поляризация комплекса из смол и асфальтенов может периодически изменяться. Величина этих изменений определяется мольным соотношением между смолами и асфальтенами и является кратной 0,25 моля асфальтенов. Аналогичная картина наблюдается и при изменении концентрации асфальтенов в системе масла—смолы—асфальтены. [c.756]

Электрическое поле, действующее на полимерный материал, вызывает его поляризацию (электрическую, дипольно-релаксацион-ную, ионную), связанную с химическим и физическим строением. [c.149]

Дипольно-релаксационная поляризация зависит от температуры и вязкости жидкости, а также частоты электрического поля. С повышением температуры происходит ослабление молекулярных сил, что способствует ориентации диполей в электрическом поле. В то же время увеличивается энергия хаотического движения молекул, что затрудняет ориентацию диполей и ослабляет поляризацию. Интенсивность динольно-релаксационной поляризации с увеличением температуры вначале возрастает, а затем, пройдя через максимум, уменьшается. С повышением вязкости жидкости поворот диполей в направлении поля затрудняется при очень больших частотах приложенного напряжения диполи не успевают ориентироваться в направлении поля и дипольно-релаксационная поляризация также уменьшается. [c.55]

Вышеизложенное справедливо для изоляционных масел относительно малой вязкости, работающих при частоте 50 гц. При высоких частотах и для более вязких масел диэлектрические потери обуслс-влены не столько сквозной проводршостью, сколько дипольно-релаксационной поляризацией. [c.77]

Емкостные методы связаны с тем, ято диэлектрическая проницаемость диэлектрика зависит от воздействия электрич. поля, создающего поляризацию — смещение и ориентацию электронов и ионов. Количественной характеристикой поляризации служит ее вектор. Различают поляризацию упругую (без тепловыделения) и релаксационную (с тепловыделением). Последняя может быть дипольно-релаксационной, ионно-релаксационной и электронно-релаксационной. Наличие лишь одной электронно-релаксационной поляризации приводит к наинизшему значению диэлектрич. проницаемости е (для неполярных жидкостей, обычно ниже 2,5), близкому к квадрату показателя преломления света, Дипольно-релакса-ционная поляризация, присущая полярным диэлектрикам, характеризуется гораздо более высокими значениями е для воды е в десятки раз выше, чем для неполярных жидкостей. С возрастанием темп-ры е полярного диэлектрика вначале увеличивается, проходит через максимум и затем постепенно снижается. Наивысшее значение е=е, имеет в постоянном электрич поле. С увеличением частоты, но при небольших ее значениях, диполи успевают ориентироваться в соответствии с переменным полем, и диэлектрич. проницаемость остается почти постоянной — близкой к Ец. Дальнейшее увеличение частоты приводит к тому, что диполи уже не успевают следовать за полем, ориентировка их осуществляется с постепенно уменьшающейся амплитудой, диэлектрич. проницаемость снижается и при неограниченном возрастай I частоты стремится к минимальному значению е ,. обусловленному лишь электронно-релаксационпои поляризацией. Диэлектрик, помещенный в переменном электрич. поле, нагревается за счет диэлектрич. потерь, обусловленных поляризацией, активным сопротивлением, неоднородностью структуры и ионизацией. Общей количественной характеристикой служит угол диэлектрич. потерь б (или тангенс этого угла), к-рый дополняет до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением, приложенным к конденсатору, между обкладками к-рого находится данный диэлектрик. При отсутствии активного сопротивления 6=0, а при отсутствии емкостного 6=90°. [c.154]

В группу низкочастотных пластиков вжодят все термопластичные органические полимеры полярного строения, для которых характерны дипольно-релаксационная поляризация в электрическом поле, повышенные диэлектрические потери на высоких частотах и существенная зависимость диэлектрических параметров от температуры и частоты (см. рис. 1.7—1.9, 1.11, 1.14). Основные свойства низкочастотных пластиков приведены в табл. 2.4. Ниже мы рассмотрим характерные особенности важнейших низкочастотных пластиков и области их применения. [c.51]

Дипольно-релаксационная поляризация возможна в газорб разных, жидких и твердых диэлектриках с полярными молеку- лами и проявляется как в постоянном электрическом поле, так] и в полях вплоть до сверхвысоких частот. Она также присуща веществам с заметной проводимостью. Дипольные молекулы,] находящиеся в хаотическом движении, под действием сил элек [c.8]

Релаксационная поляризация возникает при смещении слабо связанных между собой дипольных молекул, электронов или ионов. Их появление обычно обусловлено дефектами кристаллической рещетки. Если такие слабо связанные частицы ориентируются во внещнем поле, то поляризация называется ориентационной (рис. 23, в). Слабосвязанные частицы в отличие от упруго-связанных соверщают не только тепловые колебания относительно некоторого равновесия в кристаллической рещетке, но и скачком изменяют свое равновесное положение под действием флуктуаций теплового движения. При этом они остаются в пределах некоторого объема, который представляет глубокую потенциальную яму. [c.131]

Уравнения 1УП.4.21), 1УП.4.25), напротив, являются строгим следствием термодинамической теории релаксационных процессов. Параметры этих уравнений (времена релаксации, релаксационные силы) связаны как со строением жидких систем, свойствами составляющих их молекул 1концеттрации ассоциатов, дипольные момшты), так и с кинетическими характеристиками процессов перестройки ее структуры (константы скоростей молекулярных процессов). Приметеяие соотношений 1УП.4.21), (УП.4.25) при расшифровке диэлектрических спектров открывает широкие возможности для понимания молекулярных механизмов дипольной поляризации жидких систем /1,41/. ( [c.124]

На рис. УП.4.3-УП.4.16 представлены кривые температурной зависимости величин с" исследованных жидких алканов. Из графиков видно, что для всех исследованнь х жидкостей величшш " с изменением температуры проходит через максимум или стремится к нему. Резко выраженная температурная зависимость диэлектрических потерь позволяет сделать вывод о существовании в исследуемых алканах дипольной поляризации, т.е. релаксационном Щерезонансном) характере поглошения электромагнитных волн в диапазоне СВЧ. [c.128]

То, что происходит с диполями при термодеполяризации, как бы материализуется на уровне дипольных макромолекул в затухающем эффекте Керра в обоих случаях эффективное время макрорелаксации (исчезновение двулучепреломления в одном случае и поляризации в другом) зависит от вязкости — т. е., в случае термодеполяризации, чувствительно к переходу из одного релаксационного состояния в другое. [c.266]

Присутствие в объеме кристаллов металлических, изолированных от внешней по отношению к алмазу среды включений искажает внутрикристаллнческое поле, возбуждаемое в алмазе внешним электромагнитным полем резонатора. Причем величина и степень искаженности поля в локальных участках алмазной матрицы, прилегающих к дефектам, обусловлены и эффектами поляризации, связанными со скоплением заряда на границах включений и других структурных неоднородностях. Поэтому в переменном электрическом поле во включениях происходят процессы перераспределения этих зарядов, вызывающие появление дипольных моментов у электропроводящих частиц и их осиляции, совпадающие с частотой приложенного к алмазу внешнего электрического поля. Величина дипольного момента частицы определяется не только размерами и формой, но и электрофизическими свойствами вещества частицы, в частности, электропроводностью. Поэтому такого типа включения на алмазах в первом приближении можно рассматривать как квазиупругие диполи, релаксационные процессы, в которых (отражая степень совершенства структуры частиц) изменяют однородность внутрикристаллического поля в алмазах. [c.452]

Существенный вклад в создание теории релаксационных явлений в полимерах внес Готлиб [62, с. 263, 283], причем наибольшее развитие получили работы, посвященные динамике изолированной цепи (растворы полимеров). В отличие от работ, в которых движение кинетических единиц, содержащих полярные группы, описывается как движение невзаимодействующих диполей с несколькими дискретными положениями ориентации, в работах Готлиба учитывался кооперативный характер переориентации диполей макромолекулы, приводящий к возникновению спектра времен релаксацпи. Расчеты показали, что в гибких карбоцеппых полимерах в растворе диэлектрически активным является кооперативный вид движения, включающий согласованные поворотно-изомерные движения скелета цепи, внутреннее вращение в боковых группах п крупномасштабные низкочастотные крутильные колебания. Предполагается, что подобный механизм двин<еиия диполей имеет место ири высоких температурах в пластифицированных полимерах в условиях ослабленного межцепного взаимодействия. С использованием модели малых колебаний описан процесс установления дипольной поляризации ниже температуры стеклования, который вызван, вероятно, колебаниями дипольных групп вблизи равновесного положения при наличии диссипативных сил, приводящих к релаксационным процессам в переменных полях. Модель малых колебаний рассмотрена в работе [63]. [c.81]

Исследование частотных зависимостей е" и е для процессов дипольно-сегментальной (а) и дипольно-групповой ( 3) поляризации показало, что изменение в и е" с частотой не может быть описано одним временем релаксации. Экспериментально наблюдаемые зависимости = Ф ( /) значительно шире, чем построенные исходя из одного времени релаксации. Приведенные выше формулы Фуосса — Кирквуда (44) и Коула — Коула (45) для зависимостей в и в" от частоты содержат параметр распределения, характеризующий спектр времен релаксации. Анализ частотных зависимостей, ироведенный по методу Фуосса — Кирквуда, показал, что для дипольно-сегментальных потерь характерны значения параметра распределения = 0,4 Ч-0,8, а для дипольно-групповых потерь Х = 0,2 4-0,4. Это показывает, что у релаксационного процесса, обусловленного сегментальным тепловым двин<епием, спектр времен релаксации уже, чем у более локализованного дипольно-группового процесса. Параметр распределения дипольно-сегментального процесса изменяется лишь вблизи температуры стеклования, а при дальнейшем повышении температуры остается постоянным параметр распределения дипольно-группового процесса растет с повышением температуры, причем особенно интенсивно вблизи Те- [c.87]

Особенностью зависимости наивероятнейшего времени релаксации дипольно-сегментальной поляризации Тр от температуры Т является то, что изменение наклона кривой Igтp = ф(l/7 ) происходит в сравнительно узком интервале температур при т > Тс (см. рис. 36). При этих температурах в полимерах пмеет место один тип дипольных потерь, которые по характеристикам близки к дипольно-групповым. С другой стороны, при температурах на несколько десятков градусов выше Тс Бойер [94] наблюдал релаксационный процесс, названный им переход жидкость— жидкость , которому соответствовала температура Тц. [c.108]

Исходя из этих данных, можно сделать вывод о существовании корреляции между доступностью первичных гидроксильных групп и интенсивностью (величина tg 6 ) диэлектрического перехода при 213—193 К в исследованном ряду образцов целлюлозы. Из этого следует, во-первых, что данный релаксационный переход связан с движением только части первичных гидрокеильных групп, и, во-вторых, что в рассматриваемом процессе дипольной поляризации участвуют первичные ОН-группы, находящиеся в доступных областях образца. При этом объем доступных областей включает не только аморфные, но и дефектные области, образуемые граничными поверхностями микрокристаллических образований. На основании экспериментально найденных значений tg для исходных микрокристаллических и аморфизованных целлюлоз можно предположить, что число подвижных и способных поляризоваться при низких температурах [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология