Время релаксации поляризации

Различают поляризацию электронную, связанную со смещением электронов относительно ядер , ионную, связанную со смещением отрицательных и положительных ионов кристаллической решетки, и ориентационную, происходящую в диэлектрике, молекулы которого обладают собственным дипольным моментом. Процесс поляризации характеризуется временем релаксации. Различные времена релаксации для разных механизмов поляризации приводят к частотным зависимостям диэлектрических характеристик материалов. Например, на рис. [c.37]

При помещении диэлектрика в постоянное электрическое поле частицы, составляющие диэлектрик, претерпевают поляризацию ( 23). Однако отдельные составляющие общей поляризации — электронная поляризация, атомная поляризация и ориентационная поляризация —происходят не с одинаковой скоростью. Электроны значительно быстрее реагируют на такие воздействия, так как обладают много меньшей массой, а для атомов и молекул в целом время релаксации ( 238) много больше и различно (оно зависит от вида процесса, от массы частиц и пр.). Напомним, что тепловое движение частиц противодействует определенной их [c.594]

Первоначальное изучение электретов, полученных из цеолитов, показало, что при напряженности электрического поля порядка 10 В/м и выше образуется гомозаряд за счет пробоя газового промежутка между поверхностью образца и электродом [686]. Эти опыты проводили при наличии зазора в 1 мм между образцом и потенциальным электродом. Знак поверхностного заряда был установлен по направлению отклонения нити струнного электрометра при опускании электрода до его соприкосновения с поверхностью образца. Величина гомозаряда а зависела от приложенного напряжения и (рис. 16.1), что можно связать с увеличением числа ионов в газовом промежутке. При малом напряжении (левая часть кривой на рис. 16.1) величина гомозаряда растет с увеличением времени поляризации. В этом случае возрастало число ионов, образующихся в газовом зазоре и оседающих на поверхность образца. Уменьшение давления газа при не слишком большой разности потенциалов вело к возрастанию гомозаряда [686], так как при этом росла длина свободного пробега. При 113 К время релаксации гомозаряда очень велико — измерения не обнаруживали изменений этого заряда за 2,5 ч. Однако при той же температуре знак гомозаряда менялся при изменении знака поляризующего напряжения, действующего всего 10 с. Это можно объяснить тем, что гомозаряд фиксировался на поверхности образца цеолита [687]. [c.256]

Оценим чувствительность метода СПЯ для регистрации спектров ЭПР короткоживущих РП. При комнатной температуре в полях порядка нескольких тесла, которые применяются в современных экспериментах по ядерному магнитному резонансу, равновесная поляризация спинов протонов порядка 10 В этих условиях удается регистрировать спектр ЯМР, если в образце находится порядка 10 протонов. Значит, спектрометры ЯМР позволяют измерить поляризацию порядка = 10 - 10 = 10 . Пусть г - время жизни РП, оно порядка наносекунд, а Т, - время релаксации поляризованных ядер - это время порядка секунд. Если стационарная концентрация РП равна N, то стационарная концентрация поляризованных ядер равна [c.132]

Процесс а имел времена релаксации примерно на 2 порядка меньшие, чем процесс Ъ. Времена релаксации ть существенно уменьшались при переходе от цеолита NaA к NaX. Этот процесс, вероятно, связан со скачками катионов, а в гидратированном цеолите — и с релаксацией адсорбированных молекул воды. Поляризация, связанная с этими процессами, менялась при гидратации цеолита (рис. 16.4). Изменение фоь при адсорбции воды могло быть связано с двумя действующими в противоположных направлениях процессами. С одной стороны, увеличение гидратации вело к увеличению подвижности катионов и уменьшению ть (см. рис. 16.4). Поскольку время поляризации при каждой данной температуре оставалось неизменным, уменьшалось число катионов, еще обладавших достаточно большими временами релаксации, чтобы дать вклад в процесс Ь. С другой стороны с ростом гидратации увеличивался вклад в величину поляризации со стороны полярных молекул воды. Все это приводило к появлению излома в зависи- [c.258]

Релаксационным методом или по форме линии излучения измеряется время релаксации разницы населенностей рабочих уровней и осциллирующей магнитной поляризации при столкновениях атомов водорода с исследуемыми молекулами в газовой фазе. Соответствующие константы скорости процессов изменения сверхтонкого состояния атома водорода при его взаимодействии с молекулой М и потери атомом когерентности при этом взаимодействии Л, связаны с характеристическими временами релаксации [c.303]

Процессы, вызывающие токи ТСД, по-видимому, были связаны с перемещением катионов на вакантные места. Так, прогревание образца до 620 К и последующее сравнительно медленное охлаждение привели к возрастанию максимумов (рис. 16.5, кривые 2, 3), что можно объяснить появлением дополнительных дефектов в кристаллической решетке. Эти процессы могут быть связаны со значительным смещением зарядов и их последующим накоплением на неоднородностях по объему образца (объемная поляризация) или со смещением зарядов в пределах отдельных полостей. В пользу первой точки зрения говорит близость энергии активации процесса В (кривая /, рис. 16.5) и энергии активации электропроводности, а также большая величина времен релаксации (тысячи секунд), что на несколько порядков превосходит времена релаксации ионных процессов, определяемых из диэлектрических измерений при одинаковых температурах [694]. [c.260]

Как и в предыдущем примере, в ПБМА единственная, находящаяся в боковой цепи, полярная группа СОО в своем движении коррелирована с основной цепью. В разбавленном растворе ПБМА наблюдается одна область дипольной релаксации, и, как указывалось выше, можно считать, что времена релаксации поляризации сегментов цепи в растворе определяются только внутримолекулярными барьерами 10]. В блоке ПБМА проявляет либо две сосуществующие при определенных условиях формы, либо одну форму подвижности и поляризации (т. е. а, р или сер) 1[9]. При температу- [c.158]

Смысл обозначений здесь тот же, что и в уравнении (II 1.1).] тд — время релаксации поляризации. Оно характеризует относительную скорость процесса исчезновения поляризации. [c.35]

Структурная поляризация наблюдается, например, в материалах, абсорбирующих влагу, и в растительных клетках. Время релаксации структурной поляризации порядка 10" . .. 10 с. [c.416]

Выше уже говорилось о том, что при внесении диэлектрика в электрическое поле ориентация диполей происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени. Если выключить электрическое поле, то вследствие теплового движения спустя некоторое время т поляризация диэлектрика уменьшится в е раз. Это явление получило название диэлектрической релаксации, а время т называется временем диэлектрической релаксации. Очевидно, что поляризуемость молекул диэлектрика а (а следовательно, параметры х и е), помещенного в периодически изменяющееся электрическое поле, должна зависеть от периода изменения этого поля 7 = 2я/0, времени релаксации т и соотношения между Т (или со) и т. Наиболее удачная теория диэлектрической релаксации была разработана Дебаем для полярных жидкостей. Он дал следующее выражение для поляризуемости, обусловленной ориентацией молекул [c.181]

В полимерах под действием внешнего электрического поля в общем случае может происходить электронная и атомная поляризации, Что же касается ориентационной поляризации, то она может иметь место лишь при наличии в молекулах полярных группировок атомов, в частности — гидроксильных групп, атомов галогенов и др. Поскольку такие группы в высокополимерах входят в состав больших молекул, то изменение ориентации их под действием электрического поля сильно стеснено. Соответственно с этим возрастает их время релаксации и усиливается зависимость поляризации от частоты поля. [c.595]

Ориентационная (тепловая) поляризация Д. происходит в полярных Д. из-за ориентации постоянных дипольных моментов молекул или их звеньев вдоль поля. Этот вид поляризации имеет релаксац. характер, т. к. диполи ориентируются в процессе теплового движения за определенное время релаксации т. Значение т зависит от т-ры и мол. структуры в-ва (подробнее см. ниже). [c.107]

Время релаксации т является мерой времени, необходимого для ориентации диполя в поле действия переменного тока, или соответственно времени, в течение которого поляризация, возбуждаемая действием поля постоянного тока, после резкого выключения снижается на е-ю часть. [c.114]

Дипольная поляризация полимерных материалов имеет некоторые особенности. Ввиду отсутствия достаточно строгой теории в первом приближении для описания дипольной поляризации используются теории полярных жидкостей и кристаллов. При поляризации, обусловленной сегментным движением макромолекулы и имеющей место при температуре выше температуры стеклования, наблюдается взаимосвязь движения макромолекулы с соседними молекулами. Поляризация этого вида называется дипольно-сегмен-тальной (а-процесс). При температурах ниже температуры стеклования, когда конформация звеньев макромолекулы оказывается "замороженной", сегментальной движение макромолекулы прекращается и подвижность сохраняют лишь отдельные группы атомов, локализованные в сравнительно небольших объемах. Этот вид поляризации получил название дипольно-группового (р-процесс). Время релаксации дипольной поляризации полимерных материалов может значительно превышать время дипольной релаксации других диэлектриков и в некоторых случаях достигать дней и месяцев. [c.416]

Время релаксации х — время установления равновесного значения — наименьшее для электронной поляризации (Ю- — 10 с) и наибольшее для ориентационной. [c.209]

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]

Дипольная (ориентационная) поляризация имеет место в веществах с молекулами, обладающими постоянным ди-нольным моментом даже в отсутствие электрического поля полярные. молекулы) (рис. 2.2). Наложение электрического поля вызывает частичное ориентирование диполей, что является причиной поляризации. Поворот диполей в направление поля требует преодоления некоторого сопротивления, поэтому дипольная поляризация связана с потерями энергии на выделение тепла. Процесс установления поляризации этого вида имеет апериодический характер по времени, и, по аналогии с подобными свойствами напряжений и деформаций в механике, его называют релаксацией. Время релаксации определяется как постоянная апериодического процесса, т.е. продолжительность изменения поляризации в е раз после внезапного увеличения [c.415]

Температуру появления максимума D можно рассматривать как температуру, при которой появляется подвижность молекул адсорбированной воды [времена релаксации, определенные с помощью соотношения (16.3), составляют ж 10 с]. В самом деле, температура, при которой наблюдается заметная (методом ЯМР) подвижность молекул воды в цеолите NaA, составляет 185 К, что практически совпадает с температурой исчезновения максимума D [695]. Температура максимума D не слишком отличается от температуры релаксации молекул во льду [696] и близка к температурам, при которых наблюдается релаксация адсорбированных молекул воды в полимерах [682, 683]. Поляризация процесса D довольно велика (например, 1,2-10 Кл/м — при адсорбции 1 молекулы воды на полость), и ее естественно связать с релаксацией квазидиполя, г., л д в состав которого входит молекула воды. 6 Таким образом, вследствие взаимодействия с молекулами воды температура проявления максимума смещается примерно / на 50 градусов в сторону низких " температур. Взаимодействие с [c.261]

Если термодеполяризация протекает при непрерывном изменении температуры, то и величина поляризации P t), существующей в образцах исследуемых полимеров, и время релаксации т будут зависеть от Т. Для того чтобы определить поляризацию P t), когда температура образцов равна Г,-, надо в (VII. 16) перейти от dPjdt к dP dT [c.256]

В настоящее время изучено влияние давления на дипольную ориентационную поляризацию большого числа аморфных полимеров и некоторых частично кристаллических полимеров. На рис. 37 в качестве примера приведены зависимости 1 /макс от обратной абсолютной температуры для поливинилхлорида. Из рис. 37 видно, что при постоянной температуре увеличение давления приводит к смещению максимумов дипольно-сегментальных и дипольно-групповых потерь к более низким частотам, а при измерениях на постоянной частоте — к более высоким температурам. Таким образом, если при повышении температуры время релаксации уменьшается, то повышение давления вызывает увеличение времени релаксации. [c.88]

ЭЛАСТОМЕРЫ, полимеры и материалы ца их основе, обладающие высокоэластич. св-вами в широком диапазоне т-р их эксплуатации. Типичные Э.— каучуки и резины. ЭЛЕКТРЕТНО-ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, заключается в получ. электрета (обычно термо- или короноэлектрета) и послед, измерении токов термостимулироваиной деполяризации — ТСД (при наличии остаточной поляризации) или термостимулированных токов — ТСТ (при наличии инжектированных з у)Ядов) при программированном нагреваиии электрета. ТСД вызывается разориентацией диполей, релаксацией смещенных ионов, ТСТ — освобождением и переносом носителей зарядов, локализованных на центрах захвата. Записью токов во времени получают термограммы, на к-рых обычно наблюдаются один или неск. максимумов, т-ры к-рых соответствуют т-рам релаксац. переходов (ТСД) при эквивалентных частотах 10 —10 Гц. По термограммам ТСД рассчитывают поляризац. заряд, его время релаксации и энергию активации релаксации, инкремент диэлектрич. проницаемости, величину и кол-во диполей, по термограммам ТСТ — время релаксации и величину инжектированных зарядов, энергию активации релаксации, глубину ловушек и их кол-во, подвижность носителей зарядов. Э.-т. а. примен. для исследования релаксац. переходов в полимерах и др. твердых диэлектриках и полупроводниках, а также для определения параметров и - времени жизни электретов. [c.696]

Если в отдельных звеньях макромолекул содержатся полярные группы различного вида, способные ориентироваться в электрич. поле независимо одна от другой, и времена релаксации поляризации этих групп различны, то наблюдаются два (или более) максимума е" для ДГ-потерь. Это установлено для поли-р-хлорэтил-метакри.тата, смешанных эфиров цианэтилцеллюлозы, смешанных полиэфиров дифенилолметана и двух кислот — терефталевой и себациновой, сополимеров статистич. строения, содержащих полярные сомономеры двух видов. [c.371]

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]

Скорость такого переноса зависит от времени релаксации инерционной поляризации растворителя х = тд(ест/еопт) . где тд - дебаевское время релаксации и Бощ - статическая и оптическая диэлектрические проницаемости среды. [c.308]

Смотреть страницы где упоминается термин Время релаксации поляризации: [c.32] [c.374] [c.44] [c.595] [c.596] [c.120] [c.234] [c.258] [c.278] [c.199] [c.277] [c.107] [c.110] [c.277] [c.278] [c.278] [c.653] [c.416] [c.562] [c.92] [c.696] [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология