Гетерозаряд

Рис. 9, Схема гомо- и гетерозарядов в электрета.х.

Метод заключается в том, что образец адсорбента помещают между обкладками конденсатора и при достаточно высокой температуре (обычно комнатной) к электродам прикладывают постоянную разность потенциалов, после чего образец охлаждают под напряжением. При этом диполи или заряды перебрасываются в направлении действия поля и замораживаются . Охлажденный образец оказывается поляризованным. После снятия поляризующего напряжения он сам создает вокруг себя электрическое поле и становится электретом. Если поверхность образца имеет при этом заряд, противоположный по знаку заряду, который был на ближайшем электроде при поляризации, говорят о гетерозаряде электрета. Нагревание образца приводит к разрушению гетерозаряда (диполи, например, в этом [c.254]

Наконец, при сравнительно малых напряженностях (Ю В/м и ниже) гетерозаряд был настолько больше гомозаряда, что последним можно было пренебречь. Поскольку информацию об образце и адсорбированных на нем молекулах песет гетерозаряд, в дальнейшем мы изучали лишь его, используя сравнительно слабые поляризующие напряжения. На первом этапе изучалась поверхностная плотность заряда. При этом на образец, охлажденный до заданной темиературы, накладывали в течение 15 мин напряжение, затем его снимали и измеряли величину потенциала ф незаземленного электрода в различные моменты времени. Оказалось, что зависимость ф от времени 1 (рис. 16.3) может быть описана выражением [c.257]

Y [20, с. 151]). Тогда в случае ал >-Ps при i < Тг (т. е. после обращения знака и перехода его через максимум) расчетное значение гомозаряда составляет небольшую долю исходного гетерозаряда [c.35]

При меньших напряженностях поля, чем те, при которых происходило образование гомозаряда, проявлялся также и гетерозаряд, связанный со смещением ионов под действием элек- [c.256]

При изучении природы электретного эффекта в полимерах прежде всего необходимо разделить вклады, обусловленные дипольной поляризацией поляризацией за счет смещения зарядов внутри молекул, кристаллитов, аморфных областей и т. д-Рзе, что обеспечивает гетерозаряд, а также за счет инжектированных извне носителей, закрепленных на ловушках р х), о, сГг, которые обеспечивают гомозаряд. Такое разделение вкладов часто сопряжено с определенными трудностями. [c.206]

Поведение заряда говорит о том, что в отсутствие внешнего электрического поля у ПММА может быть электретное состояние, обусловленное гетерозарядом [3, 6]. [c.70]

Поверхностные заряды Э. со временем уменьшаются. При этом часто в результате более быстрого спада гетерозарядов происходит инверсия знака зарядов. Для Э. с ориентационной динольной поляризацией спад зарядов обусловлен тепловой дезориентацией диполей и компенсацией зарядов свободными носителями, т. о. электрич. проводимостью полимера. Для Э, с инжектированными зарядами спад зарядов — результат диффузионного перемещения заряженных частиц из-за неравномерного их распределения в объеме образца. Во всех случаях происходит также компенсация зарядов из-за перемещения свободных носителей, т. е, вследствие электрич. проводимости иолимера. Время жизни Э. характеризуется уменьшением в е раз при хранении Э. При нормальных условиях хранения Тд составляет от 0,5 года до 3—5 лет и более. Повышение томп-ры хранения, увеличение влажности окружающей среды, воздействие ионизирующей радиации приводит к более быстрому спаду зарядов Э. [c.470]

Гросс [38] пришел к выводу, что гетерозаряд связан с объемной поляризацией, которая может быть заморожена и, таким образом, сохраняется, тогда как гомозаряд является ионным поверхностным зарядом и связан с поверхностными дефектами. Свободный поверхностный заряд диэлектрика представляет, по-видимому, сумму гетерозаряда и гомозаряда. Такой свободный поверхностный заряд и соответствующий индуцированный заряд на прилегающем электроде образуют двойной электрический слой, который при комнатной температуре не исчезает в результате проводимости поверхностей, так как потенциальный барьер на поверхности электрода предотвращает перенос заряда между диэлектриком и электродом. В результате объемной проводимости также не происходит разрушения двойного электрического слоя, так как он не создает поля внутри диэлектрика, если его толщина мала по сравнению с толщиной образца. В результате проводимости при высоких температурах, обусловленной понижением высоты потенциального барьера, между диэлектриком и электродом происходит разряд. Электрический момент двойного слоя определяется несовершенствами поверхностей раздела. [c.656]

В случае монокристаллов нафталина были изучены термические и фото-электретные состояния [12]. Различия между двумя типами получавшихся электретов провести не удалось в обоих случаях гетерозаряд был связан с локализованными электронами. Свет деполяризовал электреты. [c.670]

Оловянная фольга после контакта и отрыва ее от электрета оставляет заряд, равный приблизительно двум третям нормального гетерозаряда (раздел I, 4) [42]. Этот заряд расположен на поверхности, но, по-видимому, является постоянным. Никель в противоположность олову дает лишь небольшой заряд. [c.701]

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]

Спектры токов ТСД, т. е. зависимости j = f[T i)], обычно содержат один или несколько максимумов, причем их положение и направление тока в максимуме могут зависеть еще и от характера контакта электрета с электродами [175]. Для полярных полимерных пленок некоторые максимумы тока ТСД могут быть связаны с релаксацией остаточной (замороженной) поляризации (например, дипольно-групповой р-релаксацией и дипольно-сегментальной а-релаксацией). Изучение этих пиков, которые должны быть связаны с гетерозарядом, является основой так называемого электретно-термического анализа [2, с. 132— 167]. Кроме того, в спектре токов ТСД обнаруживаются пики, связанные с освобождением носителей, захваченных на ловушках в полимере в процессе зарядки электрета, и дрейфом этих носителей в поле электрета (р-пики или пики, связанные с релаксацией объемного заряда). Наконец, существенную роль в процессе релаксации заряда может играть собственная проводимость у полимерных пленок, и для выделения этой составляющей требуется параллельное исследование температурной зависимости проводимости полимерных пленок у = Т) и спектров токов ТСД. По спектрам токов ТСД можно оценивать и стабильность электретов из различных полимерных пленок. Очевидно, стабильность тем выше, чем при более высокой температуре расположен основной максимум тока ТСД. [c.196]

На температурной зависимости токов ТСД для натриевых цеолитов обнаруживаются максимумы в области низких температур (см., например, рис. 16.5). Направление токов соответствует разрушению гетерозаряда. Ряд факторов говорит в пользу того, что максимумы связаны со смещением ионов натрия, являющихся самым подвижным элементом структуры. Максимумы в изученной области температур (90—260 К) присутствуют на зависимостях для образцов, содержащих катионы Na+ (NaA, NaX, NaY, aNaA). Зависимость для дегидратированного оксида алюминия, не содержащего таких ионов, максимумов не имеет. Они не наблюдаются и при нагревании образца, поляризованного при 90 К, когда катионы заморожены . [c.259]

Физические свойства электретов существенно зависят как от особенностей диэлектриков (их полярности и электропроводности), так и от режима изготовления (например, напряженности поля, температуры и времени поляризации). В зависимости от напряженности электрического поля можно получать из одного и того же вещества и гомо- и гетероэлектреты (совпадающие и несовпадающие по полярности со знаком заряда электрода) с различной плотностью поверхностных зарядов. Гетерозаряд обусловлен, прежде всего, ориентационной дипольной поляризацией, а также микроскопическими неоднородностями и ионной электропроводимостью диэлектрика. Образование гомозаряда связано с тем, что при высоких напряжениях вследствие искрового пробоя воздушного зазора заряды переходят с электрода на образец полимера. Электретный эффект в твердых диэлектриках имеет объемный характер. В так называемом незакороченном состоянии электрет все время находится в электрическом поле, в результате чего происходит рассасывание объемного заряда. При плотном закорачивании электрета его внутреннее поле равно нулю [58, гл. I]. Время жизни электрета зависит от электропроводности как его самого, так и среды, а также от качества закорачивания. Поскольку возникновение электретного состояния связано с поляризацией и ориентацией, ему должно сопутствовать существенное увеличение оптической анизотропии. При кратковременной поляризации полимеров (в частности, ПММА) их оптическая анизотропия практически не проявляется. После резкого возрастания оптической анизотропии в интервале времен от 3 до 6 ч дальнейшее увеличение времени поляризации практически не повышает анизотропию, что свидетельствует о завершении ориентации. [c.253]

В зависимости от напряженности электрического поля можно получать из одного и того же вещества гомо- и гетероэлектреты (совпадающие и не совпадающие по полярности со знаком заряда электрода) с различной плотностью поверхностных зарядов. Гетерозаряд обусловлен прежде всего ориентационной дипольной поляризацией, а также микроскопическими неоднородностями и ионной электропроводностью диэлектрика. Образование гомозаряда связано с тем, что при любых напряжениях вследствие искрового пробоя воздушного зазора заряды переходят с электрода на образец полимера. [c.193]

Б. А. Глазун, И. В. Жиленков, Р. Н. Курносова (Воронежский сельскохозяйственный институт им. к. д. Глинки). Для системы цеолит NaA — адсорбированные кислород и азот нами был обнаружен термоэлектретный эффект. Образец представлял собой диск толщиной 2,3 мм, диаметром 54 мм, плотностью 1 г/см , находившийся в атмосфере сухого воздуха при комнатной температуре. Поляризация образца производилась при напряженности ноля 7,8-10 В/м в течение Зч нри охлаждении образца от 272 до ИЗ К. Поверхностная плотность гетерозаряда составляла 22,7- 10- Кл/м [c.284]

Так как величина гетерозаряда уменьшается при откачивании воздуха (форвакуумпым насосом в течение 3 мин при температуре образца 113 К) и эффект не регистрируется при замене воздуха гелием, то наблюдающийся гетерозаряд следует связать с молекулами адсорбированного азота и кислорода. В пользу этого говорит и тот факт, что в значительном количестве эти газы поглощаются при низких температурах. [c.284]

При откачивании воздуха заряд исчезает неполностью, поэтому мояаю предположить, что молекулы, ответственные за гетерозаряд, занимают по крайней мере два типа мест, один из которых они легко покидают уже нри температуре 113 К. В пользу этого свидетельствует тот факт, что при температуре 148 К гетерозаряд спадает но кривой, соответствующей двум временам релаксации (ti = 3,9 мин и Тг = 104 мин). [c.284]

При 113 К в течение 2,5 ч не удается заметить изменения заряда. Однако нри нагревании образца выше 130 К обнаруживается уменьшение гетерозаряда. Можно думать поэтому, что ниже 130 К молекулы, ответственные за термоэлектретный эффект, теряют свою подвиячность. [c.284]

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]

В работах Губкина, Гросса, Свеина [20, с. 149—154] была развита модель электретного состояния, которая учитывала изменение гетерозаряда с течением времени за счет релаксации остаточной поляризованности и изменение гомозаряда за счет удельной проводимости (рис. 9,в). В простейшем случае [c.35]

В обшем случае учитывается распределение по временам релаксации, однако всегда предполагалось, что гомо- и гетерозаряды сосредоточены только на поверхности (р = О, Pso = = onst (л )). Решение уравнения (65) для случая, когда электрет находится между двумя короткозамкнутыми электродами, позволяет получить зависимость Оэфф = /(0 (при постоянной температуре) [c.35]

Термоэлектризация может быть обусловлена образованием гетерозаряда как за счет дипольной поляризации (в полярных полимерах), так и за счет объемно-зарядовой поляризации Ose (в частности, эффекта Максвелла — Вагнера нри смещении носителей в пределах отдельных участков или слоев диэлектрика). С другой стороны, за счет разрядов в воздушном зазоре и в результате инжекции через контакт с электродами образуется гомозаряд Ог- В простейшем случае можно показать, что накоп- [c.191]

Сравнение рассчитанной по (205) зависимости эффективной плотности поверхностного заряда а.,фф = еяо Уэ//г от толп1,ины оставшейся части электрета с экспериментально полученной зависимостью СГэфф = /(- ) позволяет убедиться в том, что даже для электретов из карнаубского воска вклад замороженной поляризации близок к нулю как гомозаряд, так и гетерозаряд обусловлены носителями, захваченными на ловушках. К сожалению, в случае электретов из полимерных диэлектриков такая методика пока не применялась, хотя современная техника позволяет удалять слои толщиной до 5 мкм. [c.207]

Релаксация поляризационной составляющей имеет следующие особенности, отличающие ее от релаксации зарядовой составляющей электретного эффекта. Во-первых, как уже отмечалось выше, поляризационная составляющая обеспечивает гетерозаряд и релаксация Ps приводит к его уменьшению. Во-вторых, эффективная поверхностная плотность гетерозаряда однозначно связана с величиной Р и индуцированным зарядом на электродах Оинд [c.207]

Совместная релаксация поляризационной и зарядовой составляющих электретного эффекта. В тех случаях, когда сушествен-ный вклад в электретный эффект может вносить остаточная поляризация Рз, обусловливающая гетерозаряд Оз, одновременно присутствует обычно и гомозаряд Стл. Взаимодействие остаточной поляризации Рз и образованного свободными носителями гомозаряда Ог рассматривал еще. 4дамс (1927 г.), затем Свенн [c.217]

Уайсман и Фистер [118] развили теорию Гросса и подтвердили ее, найдя, что сохраняющаяся объемная поляризация некоторых диэлектриков может быть представлена как линейная функция внешнего поля и экспоненциальная функция времени. Опытным путем эти исследователи показали, что для некоторых диэлектриков эффекты гомозаряда и гетерозаряда могут линейно складываться, но только не в случае люсита (полиметилметакрилата). [c.656]

Иногда подобные вещества классифицируются в соответствии с тем, имеют ли они гомозаряды, гетерозаряды, поверхностные заряды или вообще не имеют постоянных зарядов [98]. Эта классификация с точки зрения теории Гросса, развитой Уайсманом и Фистером [118], почти не имеет смысла, так как все твердые тела, способные обладать поверхностным зарядом и объемной поляризацией (т. е. все твердые изоляторы), дают электретный эффект, хотя часто он проявляется слишком быстро или слишком медленно и его нельзя измерить с помощью обычных приборов. [c.656]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология