Поляризация ионно-релаксационная

Ионно-релаксационная поляризация связана с избыточным перебросом ионов веществ, находящихся под воз- [c.69]

Высокочастотное титрование — вариант бесконтактного кондуктометрического метода анализа, в котором анализируемый раствор подвергают действию электрического поля высокой частоты (порядка нескольких мегагерц). При повышении частоты внешнего электрического поля электропроводность растворов электролитов увеличивается (эффект Дебая — Фалькенгагена), поскольку уменьшается амплитуда колебания ионов в поле переменного тока, период колебания ионов становится соизмерим с временем релаксации ионной атмосферы (примерно 10 с для разбавленных растворов), тормозящий релаксационный эффект снимается. Поле высокой частоты деформирует молекулу, поляризуя ее (деформационная поляризация) и заставляет полярную молекулу определенным образом перемещаться (ориентационная поляризация). В результате таких поляризационных эффектов возникают кратковременные токи, изменяющие электропроводность, диэлектрические свойства и магнитную проницаемость растворов. Измеряемая в этих условиях полная электропроводность высокочастотной кондуктометрической ячейки X складывается из активной составляющей А/акт — ИСТИННОЙ ПрО-водимости раствора — и реактивной составляющей реакт — МНИ-мой электропроводности, зависящей от частоты и типа ячейки [c.111]

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]

Ключевыми стадиями первичных процессов фотосинтеза является эффективная миграция энергии в светособирающих комплексах, захват возбуждения фотоактивными пигментами реакционных центров, разделение зарядов и их первичная стабилизация в форме ион-радикалов. В [35] показано, что в число факторов, контролирующих эффективность начального разделения зарядов в структуре фотосинтетических реакционных центров, входят и циклические релаксационные процессы, включающие первичную поляризацию молекулярного окружения в макроструктуре ассоциатов донора и акцептора. Данные релаксационные процессы, индуцирующие определенную реорганизацию взаимодействующей среды, происходят уже в самой начальной стадии разделения зарядов, эффективно ускоряя скорость перестройки среды. [c.157]

Твердые диэлектрики, представляющие собой ионные кристаллы с неплотной упаковкой частиц, в которых имеется электронная, ионная и ионно-релаксационная поляризация, характеризуются большим положительным температурным коэффициентом е (кордиерит, фарфор). [c.75]

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

В настоящее время трудно определить влажность материала, начиная с которой величина этой поляризации соизмерима с другими видами поляризации. Проведенные в работе [669] исследования процессов релаксационной поляризации увлажненных кристаллов, отличающихся высокой растворимостью, дают основание полагать, что роль растворенных ионов в поляризации смеси сорбент — сорбат в области малых величин сорбции незначительна. Несмотря на сравнительно большую величину е, в работе [648] высказано предположение об отсутствии ионной поляризации, если образуется не менее трех слоев адсорбата. [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]

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]

Молекулы неполярных полимеров в целом или их части не имеют дипольного момента. Поэтому их диэлектрическая поляризация, представляющая сумму электронной поляризации и атомной поляризации Р , является только индуцированной. Их диэлектрические проницаемости низки и почти не зависят от частоты, а диэлектрические потери очень малы. В случае полярных полимеров, молекулы которых имеют дипольные моменты, происходит ориентационная поляризация, зависящая от частоты и температуры. Такие вещества могут поэтому иметь в зависимости от температуры и частоты высокие диэлектрические проницаемости и потери. У полимеров наблюдается параллелизм между диэлектрическими и механическими релаксационными процессами. Дипольная ориентация характеризуется у полимеров обычно более широким распределением времен релаксации, чем у мономерных жидкостей и твердых веществ. Наличие ионных и проводящих веществ в качестве примесей или существенных компонент отражается на свойствах полимеров, поскольку приводит к увеличению проводимости постоянного тока и, возможно, поляризации на границах раздела. [c.651]

Изучению диэлектриков на сверхвысоких частотах посвящено много работ [163], в которых исследования проводились на образцах, специально изготовленных или вырезаемых из изделий при ломощи резонаторного или волноводного метода. И только сравнительно недавно (10—15 лет назад) появились работы, в которых диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь измеряли методами свободного пространства, не требующими разрушения контролируемого изделия. Электрические свойства полимеров в переменных полях определяются процессом установления поляризации во времени. С процессом установления поляризации электронного и ионного смещения связаны резонансные диэлектрические потери [163]. Для установления дипольной поляризации и поляризации, обусловленной слабо связанными ионами, характерны релаксационные диэлектрические потери. Установлено [164, с. 81], что релаксационные диэлектрические потери наблюдаются в диапазоне частот 10 —10 Гц, а резонансные—10 — 10>4 Гц. [c.152]

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]

Диэлектрические потери. Часть энергии электрического поля, проходящая через электроизоляционный материал, теряется в нем, превращаясь в тепловую. Это так называемые диэлектрические потери (ДП). В поле переменного тока в тепловую энергию переходит также энергия, затрачиваемая на реализацию релаксационной поляризации различных видов — ионной, электронной, атомной и др. В гетерофазном диэлектрике наблюдаются потери, связанные с затратой энергии на перенос зарядов к внутренним границам между разными фазами (см. рис. 3.35,в). Это миграционные диэлектрические потери. [c.96]

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]

При разогревании облученных при температуре жидкого азота углеводородов и ряда полимеров были обнаружены вспышки люминесценции [23] и резкое увеличение электропроводности [24], обусловленные соответственно рекомбинацией электрон—дырка в результате размораживания подвижности частиц. Показано, что радикалы, возникшие при облучении, выступают в роли акцепторов электронов и дырок [25]. При разогреве облученных органических веществ в электрическом поле была обнаружена релаксационная поляризация, интерпретированная как результат активационной миграции протона по молекулярной цепи иона [26]. Оценка концентрации замороженных ионов в предельных углеводородах показала, что она на порядок ниже концентрации замороженных радикалов. Однако нижняя граница выхода ионных пар в твердых парафинах была оценена равной на 100 эв [27]. [c.348]

Чем резче выражена поляризация вещества, тем больше величина диэлектрической проницаемости и рассеяние энергии, вызванное трением при периориентации молекул. В современной теории различают два основных вида поляризации, как свойства вещества, связанные с его агрегатным состоянием и структурой [2]. К первому виду относят происходящую мгновенно (упруго) поляризацию в этом случае под воздействием сил электрического поля энергия не рассеивается, т. е. не происходит выделения тепла (случай электронной и ионной поляризаций). Второй же вид поляризации сопровождается рассеянием энергии в веществе (релаксационная поляризация и некоторые другие виды). [c.7]

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]

Ионно-релаксационная поляризация присуща неорганическим твердым аморфным телам (например, стеклам) и некоторым неорганическим веществам с неплотной упаковкой ионов, где слабо связанные ионы под воздействием сил электрического поля среди хаотических тепловых перебросов получают избыточные перебросы в направлении поля. В этом случае поляризация устанавливается в течение некоторого времени и ее изменение может запаздывать по отношению к изменению поля с некоторой ча-> стотой, т. е. возможна релаксация. Ионы в некоторых кристаллaxi сравнительно далеко смещаются из положения равновесия на-это затрачивается некоторая энергия. [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]

Помимо этого вида релаксационной поляризации акад. А. Ф. Иоффе была установлена объемно-зарядовая поляризация (рис. 23, г), тесно связанная с электрической проводимостью. Впоследствии этим термином стали называть ряд явлений, сходство между которыми состоит в том, что поляризация в диэлектриках происходит за счет образования объемных зарядов. Сущность объемно-зарядовой поляризации заключается в том, что при движении свободных носителей заряда через диэлектрик они могут не дойти до заряженных поверхностей, к которым движутся, или подойти к ним, но не разрядиться. Тогда в диэлектрике остаются объемные заряды положительные у отрицательной поверхности и отрицательные у положительной. Эти заряды смещены не на микрорасстояния, как при обычной поляризации, а на макрорасстояния. Причина указанных явлений еще полностью не ясна. Считается, что продвижению свободных зарядов могут мешать дефекты кристаллических решеток, которые способны в некоторых случаях захватывать электроны или ионы. Иногда ионы, дошедшие до электродов, не успевают полностью разрядиться за то время, в течение которого подходят новые ионы. [c.131]

Экспериментальную кривую 1 на рис. 152 можно, как это сделано для Т) алюминия (см. рис. 85), представить состоящей из пика (кривая 3) с фоном (кривая 2). Этот пик, обусловленный релаксационной ионной поляризацией в рутиле, удовлетворительно описывается формулой (623а). Если, пользуясь эксперимен- тальными данными, найти До и т , а потом построить теоретичес- кую кривую tg ф (Т), то ширина пика окажется несколько меньше ширины экспериментального максимума tg ф (Т). Следовательно, рассматриваемый процесс связан с распределением времени релаксации. [c.350]

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

Релаксационный механизм 2, который наиболее часто встречается в непроводящих твердых телах, зависит от числа неспаренных электронов в веществе, в большинстве случаев обусловленного присутствием парамагнитных ионов в кристалле. Однако иногда механизм релаксации может быть связан и с наличием центров окраски. Магнитный момент электрона, будучи в 10 раз больше магнитного момента ядра, создает около себя большие переменные магнитные поля и вызывает быструю релаксацию ядерного спина у рядом расположенных ядер. Переменное поле обусловлено малым временем спин-решеточной релаксации электрона в изоляторах (Г] электрона а 10 — 10 сек) за счет спин-орбитальной связи электрона с решеткой (раздел П1,А, 2). Ядра, удаленные на 10 или более ангстрем от электронного спина, мало подвергаются действию его магнитного поля, так как оно уменьшается с расстоянием пропорционально 1/гЗ. Однако и эти ядра в присутствии электронного спина релаксируют быстрее за счет диффузии ядерного спина. Ядра, удаленные от неспаренного электрона, являются горячими в том смысле, что в присутствии сильного радиочастотного поля они окажутся дальше от термического равновесия, чем ядерные спины, близкие к примесному центру, и, следовательно, суммарная спиновая поляризация будет смещена к примесному центру за счет диполь-дипольного взаимодействия при одновременных спиновых переходах между одинаковыми спинами и без изменения суммарной энергии. Скорость такой диффузии спинов пропорциональна 1/Т2. Количественное выражение для времени ядерной релаксации, включающее величины концентрации примеси, времени релаксации электронного спина и времени ядерной спин-спиновой релаксации было получено Ху-цишвили [57] достаточно строгим способом для малых концентраций примеси. Несколько сот частей парамагнитных примесей на миллион могут дать времена релаксации в пределах от 10- до 10"3 сек при комнатной температуре. [c.26]

Изучалась анодная поляризация насыщенного углеродом железа в алюминатном (51% AlsOj, 43% СаО, 6% MgO) и алюмосиликатном (40% SiOj, 40% СаО, 20% АЦО,) расплавах при температурах 1270—1530° С. Выявлено, что стационарные поляризационные кривые описываются уравнениями замедленного разряда при а = 0,4 и п=1. Токи обмена (i ), измеренные релаксационными гальвано- и кулоностатическими методами при временах t < <10 сек на порядок величины выше полученных по стационарным зависимостям. Энергия активации, рассчитанная по изменению релаксационных io с температурой, сильно зависит от состава электролита, а рассчитанная по стационарным токам — почти одинакова в различных сплавах, если >1450° С. Экспериментально найдено сильное влияние активности ионов оксидного расплава на стационарные величины (io). Полученные результаты объяснены в предположении, что анодное окисление углерода, растворенного в жидком железе, складывается из двух одноэлектронных этапов разряда ионов кислорода и медленно текущей десорбции окиси углерода. Показано, что количественное описание процесса возможно, если воспользоваться формулами Темкина, а не изотермой адсорбции Ленгмюра. [c.278]

Духиным [179—181] разработаны основы диффузи-онно-электрической теории неравновесных электропо-верхностных сил и электрокинетических явлений. При поляризации двойного слоя, вследствие изменения концентрации ионов вдоль поверхности частицы, возникает дополнительная сила неэлектрической природы, называемая диффузиофоретической составляющей электрофореза, вклад которой в изменение скорости электрофореза соизмерим с релаксационным торможением. [c.83]

Различают три основных типа поляризации поля])и-зация электронного смещения, ионная поляризав.ия и дипольная поляризация. Электронная поляризация обусловлена смещением электронных оболочек относительно положительных ядер. Поляризацией этого типа обладают все вещества. Нек-рые вещества (напр., алмаз, инертные газы, кислород и др.) имеют только электронную поляризацию. В области радиочастот, включая сантиметровые волны, диэлектрич. проницаемость этого класса веществ не зависит от частоты. С увеличением темп-ры е слабо уменьшается. Ионная поляризация вызывается смещением положительных и отрицательных ионов относительно своих положений равновесия. Ионной поляризацией обладают ионные кристаллы, такие, как галогениды щелочных металлов, рутил, титанаты нек-рых металлов, напр, кальция, магния, цинка. Диэлектрич. проницаемость ионных кристаллов может быть велика (е титаната кальция равна 150) и не изменяется с частотой в диапазоне радиочастот. Дипольной поляризацией, к-рую называют также релаксационной, обладают Д., в состав к-рых входят молекулярные диполи. В отсутствии поля дипольные молекулы распределены хаотически они участвуют лишь в тепловом движении и обладают энергией кТ. При наложении поля дипо.хи, взаимодействуя с полем, приобретают нек-рую преимущественную ориентацию вдоль направления поля и Д. поляризуется. В этом случае поляризация, а следовательно, диэлектрич. проницаемость зависят от темп-ры. Эффективная диэлектрич. поляризуемость, рассчитанная на молекулу, равна [х /З/гГ, где ц — электрич. момент молекулярного диполя. Дипольной поляризацией обладают многие органич. жидкости (спирты, производные бензола), вода, некоторые полимеры и, в определенном диапазоне темп-р, дипольные кристаллы (напр., твердая HGI). Дипо.пь-ной поляризацией обладают также нек-рые ионные кристаллы. Электрич. поле, действующее на молекулу внутри Д., отличается от среднего макроскопического. В наиболее простом случае неполярных жидкo тeii и газов и кубич. двухатомных кристаллов это локальное [c.592]