Плотность зарядов поверхностная поляризации

Рис. 20. Зависимость поверхностной плотности зарядов электретов из ПММА, определенной индукционным методом (/—3) и интегрированием тока деполяризации (4—6) при напряженности поля п=Ю (1, 4) 20—(2, 5) 30 кВ/см (3, 6) от температуры поляризации Гп [99].

Термоэлектреты готовили из образцов ПММА диаметром 50 мм, вырезанных из листа толщиной 1,2+-+ 1,5 мм. На обе поверхности образца накладывали электроды из алюминиевой фольги диаметром 40 мм. Поляризацию проводили при 60, 80, 100, 120 и 140 °С и напряженностях поля п= Ю, 20, 30 кВ/см. Точность поддержания температуры составляла 2°С. Время выдержки под напряжением при заданной температуре составляла 1 ч. Образцы охлаждали в электрическом поле до комнатной температуры за 15—20 мин. Поверхностную плотность заряда определяли методом электростатической индукции. Величину гетерозаряда определяли интегрированием по времени тока деполяризации [по формуле (5)], соответствующего релаксации гетерозаряда. Ток деполяризации измеряли при нагреве электрета со скоростью 6°С/мин от комнатной температуры до 190 °С. [c.47]

Рассмотрим методы определения суммарной поверхностной плотности зарядов Оэфф и отдельно методы измерения поляризации [c.20]

На обратимом водородном электроде двойной электрический слой на платине построен таким образом, что поверхность платины заряжена отрицательно, а внешняя обкладка двойного слоя образована ионами гидроксония. При катодной поляризации, т. е. при подводе к поверхности электрода электронов, ионы гидроксония, подходящие к поверхности электрода, разряжаются не сразу, а предварительно включаются в двойной слой. Вследствие этого поверхностная плотность заряд,з двойного слоя и потенциал электрода увеличиваются, что приводит к растяжению связей между протоном и молекулой воды, т. е. к деформации иона гидроксония и его активации. [c.625]

Неравномерное распределение плотности зарядов на поверхности экранированной капли ртути обусловливает неравномерность поверхностного натяжения вдоль капли в результате этого поверхностный слой ртути стремится двигаться к местам с более высоким поверхностным натяжением, вызывая при этом движение внутренних слоев ртути и вовлекая в движение раствор. Слой раствора, непосредственно прилегающий к поверхности электрода, движется с наивысшей скоростью при удалении от поверхности электрода в глубь раствора скорость движения уменьшается. Следовательно, деполяризатор доставляется к электроду не только путем диффузии, но и за счет конвекции, что приводит к увеличению наблюдаемого тока над предельным диффузионным. Если капля ртути служит катодом, а анод расположен под каплей, то нижняя часть капли, где плотность тока и, следовательно, поляризация наибольшие, имеет более отрицательный потенциал, чем у шейки капли. Если потенциал электрода соответствует положительной ветви электрокапиллярной кривой, как это имеет место в случае положительных максимумов, то поверхностное натяжение в низу капли больше, чем около шейки, и, следовательно, поверхность ртути перемещается от шейки капли к ее нижней части, увлекая за собой прилегающий слой раствора в том же направлении. Вследствие конвекции раствора к шейке капли подаются свежие порции деполяризатора, тогда как к нижней ее части подходит раствор, частично уже обедненный деполяризатором. В результате этого еще больше увеличивается разность потенциалов между нижней частью и шейкой капли. Неравномерное распределение поверхностного натяжения выравнивается, и движение поверхности прекращается при приближении потенциала электрода к электрокапиллярному нулю. [c.416]

Величина спонтанной поляризации Р кристалла численно равна поверхностной плотности зарядов о на противоположных гранях кристалла, нормальных к направлению Р [c.205]

Влияние природы аниона на строение двойного электрического слоя про-является при положительном заряде поверхности и в области потенциалов, соответствующих небольшим отрицательном значениям плотности заряда на электроде. При сильной катодной поляризации кривые емкости на всех исследованных металлах сливаются, что указывает на десорбцию поверхностно-активных анионов с поверхности электрода. В этой области потенциалов некоторую информацию о структуре двойного электрического слоя дает исследование влияния природы катиона на С — ф-кривые. [c.11]

Вещества, состоящие из полярных и неполярных молекул, в основном, являются диэлектриками. Если диэлектрик поместить в электрическое поле конденсатора, то происходит поляризация диэлектрика, которая обусловливает изменение электрического поля конденсатора. Пусть поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора равна +рз и —р5 соответственно. Тогда внутри конденсатора, пластины которого удалены в вакууме на расстояние I, а линейные размеры пластин значительно больше I, создается однородное электрическое поле, равное по модулю [c.68]

Главной характеристикой электретов является поверхностная плотность зарядов Оэфф, значение и знак которой зависят от соотношения компонент — поляризации и инжектированных зарядов, т. е. от количества связанных и свободных зарядов [см. формулу (2)], Чтобы определить Оэфф, нужно в первую очередь найти взаимосвязь Оэфф со значениями напряженности электрического поля вблизи электрета, т. е. в зазоре электрет—электрод и внутри электрета. Электрет с электродами можно представить как трехслойный диэлектрик, состоящий из электрета толщиной Ь и двух воздушных зазоров 1 и 12 между электродами и поверхностью образца (рис. 6, а). Если на электроды подается напряжение V, то для напряженностей поля в зазорах Ех н Ез м поля внутри электрета Еэ имеем следующие соотношения (с учетом, что на поверхности электрета имеются поверхностные заряды с плотностью сг фф) [c.19]

Инжектированный заряд сТр определяют по разнице между поверхностной плотностью заряда аэфф и величиной поляризации Р. Если аэфф имеет знак гетерозаряда, то Ор = аэфф — Р, если аэфф имеет знак гомозаряда, как обычно и бывает, то ар = аэфф + . Если инжекция осуществлялась заведомо носителями одного знака, например электронным пучком, то инжектированный заряд можно определить по общему избыточному заряду в образце, который измеряют помещая электрет в цилиндр Фарадея. Если инжекция происходит с обоих электродов носителями зарядов разного знака, значение ар можно найти только косвенными методами, предполагая определенное распределение зарядов по толщине — в объеме электрета и измеряя токи термодеполяризации и аэфф. [c.24]

Если поляризация Р = 0, поверхностная плотность зарядов связана с плотностью носителей зарядов в объеме д х) соотношением [c.24]

По Шубникову [152], прямой пьезоэлектрический эффект состоит в появлении электрических зарядов на поверхности диэлектрика и электрической поляризации внутри его под влиянием механических напряжений Р или деформаций б . За меру эффекта принимают значение вектора интенсивности поляризации Р. Как известно, вектор поляризации численно равен поверхностной плотности зарядов. В теории пьезоэлектричества [153] принимается существование линейной зависимости между компонентами векторов поляризации и механических напряжений Р и Р, Р = (1Р. В общем виде [c.107]

На рис. 63 приведены результаты по измерению пьезомодуля с з1 электретов из ПВХ в динамическом режиме. С ростом температуры до 60 °С разность потенциалов V почти не меняется, при более высоких температурах V увеличивается, проходит через максимум при 70 °С и падает. Изменение разности потенциалов, обусловленной пьезоэффектом, связано с изменением деформационных свойств полимера. Из зависимости деформации А1/1 от температуры при постоянной нагрузке видно, что при 70 °С деформация увеличивается примерно в 1,3 раза, а с 82 °С деформация резко возрастает. Поскольку поверхностная плотность зарядов прямо пропорциональна деформации, разность потенциалов V растет вследствие увеличения деформации А///, однако резкое возрастание деформации выше 80 °С не приводит к увеличению V, так как одновременно происходит быстрое снижение остаточной поляризации в образце вследствие термодеполяризации. [c.113]

Предположим, что общий заряд Q не меняется при приложении нагрузки, что справедливо, если от воздействия механического поля остаточная поляризация не меняется, а диэлектрическая проницаемость меняется незначительно. Тогда первый член в уравнении (164) равен нулю. В результате получаем выражение для зависимости поверхностной плотности зарядов от нагрузки, т. е. пьезомодуля i/ = i o/dF [c.115]

На поверхности раздела диполи одной среды ориентированы к ней положительными зарядами, а второй — отрицательными, Поэтому в пограничном слое будет преобладать заряд той среды, у которой поляризуемость а больше. Иными словами, поверхностный связанный заряд в тонком слое возникает из-за неодинаковой поляризуемости частиц твердого диэлектрика и жидкости. Плотность заряда равна разности поляризаций твердого диэлектрика и жидкости. При отсутствии на границе раздела свободных зарядов для системы твердый диэлектрик — жидкость, помещенной во внешнее электрическое поле, справедливо равенство [5] [c.40]

Под действием внешнего электрического поля в диэлектриках (к которым относятся и многие полимеры) нарушается статистически равновесное распределение электрически заряженных частиц, что приводит к появлению отличного от нуля результирующего электрического момента, т. е. наступает поляризация. Поляризацию количественно характеризуют вектором поляризации Р, равным электрическому моменту единицы объема диэлектрика. Если диэлектрик однороден и смещение зарядов одинаково во всех точках, то вектор Р одинаков по всему диэлектрику. Такую поляризацию называют однородной. Поверхностная плотность поляризационных зарядов равна нормальной составляющей Р в данной точке поверхности. [c.231]

Причины движения поверхности ртутной капли различны, В одних случаях движение вызвано неодинаковой плотностью распределения отрицательных зарядов на поверхности капли. Обычно эта плотность максимальна в нижней части капли и снижается по направлению к верхней ее части. Неравномерная поляризация капли приводит к тому, что поверхностное натяжение становится неодинаковым в различных се частях, и вследствие этого возникает движение поверхности ртути от области с меньшим поверхностным натяжением к области с большим поверхностным натяжением, Движение такого рода вызывает возникновение так называемых максимумов первого рода. Они имеют вид острых пиков, чаще всего наблюдаются в отсутствие постороннего электролита (фона) или при небольшой его концентрации и находятся в очень сложной зависимости от ряда других факторов, в частности от приложенного напряжения. Так, при потенциале около —0,56 В по отношению к насыщенному каломельному электроду они обычно не возникают, так как поверхность ртути имеет нулевой заряд по отношению к раствору. При более положительных потенциалах ртуть заряжается положительно по отношению к раствору максимумы в этой области потенциалов называют положительными. При более отрицательных потенциалах (меньше —0,56 В) ртуть заряжена отрицательно и максимумы называют отрицательными. [c.495]

Объяснение этого опыта классическая физика сводит к следующему факту. На поверхности шарика появляются поляризационные заряды с определенной поверхностной плотностью G, а на границе шарика со средой — поляризационные заряды противоположного знака с плотностью G2. В результате сила, действующая на поверхность шарика, зависит от результирующего заряда G —(J2. Поэтому если диэлектрическая проницаемость среды ei>62, то G >G2, а при eiсила притяжения переходит в силу отталкивания. Вследствие поляризации на каждый элемент объема диэлектрика действуют силы, а поэтому диэлектрики в электрическом поле деформируются. Это явление получило название электрострикции. [c.49]

Из сказанного конечно не следует, что электрические условия остаются без влияния на поверхностную активность. Уже в работах Гуи и особенно в работах Фрумкина и сотр. [32] установлено, что поляризация поверхности металла — повышение плотности ее заряда снижает адсорбцию молекулярных (неионных) ПАВ. В дальнейшем Фрумкин и сотрудники выяснили условия действия ПАВ — ингибиторов коррозии металлов и модификаторов электрокристаллизации при образовании катодных отложений. Большое значение имеет также влияние добавок электролитов, высаливающее действие которых может значительно повысить поверхностную активность, а [c.26]

Выше мы указывали на поляризацию диэлектрических сред под действием внешнего электрического поля. Применительно к горным породам такое поле возникает из-за электрических процессов, протекающих в околоземном пространстве, прн грозовых разрядах из тучи в землю, а также диффузионных токов. В результате такой поляризации поверхностная плотность зарядов достигает 7-10 Кл/м-. При понижении температуры захваченные кристаллической рещеткой диполи, квазпдиполи и заряженные частицы закрепляются в ловушках, внедряются в структуру диэлектрической среды. Образовавшийся остаточный заряд спадает очень медленно, создавая эффект памяти , длительность которого зависит от температуры. Например, поляризованные керамические диэлектрики в течение пяти лет практически не изменяют своего электрического поля. Через десять лет напряженность поля спадает меньше, чем наполовину, и на поверхностях поровых каналов составляет более 10= В/м. Теоретически поляризация диэлектриков пз керамики, стекол и ситаллов сохраняется миллионы лет. [c.134]

Прнчина поляризации скелета пласта Поверхностная плотность заряда, Кл/м Напряженность собственного электрического поля, В/м [c.139]

Диэлектрическая проницаемость. При действии внешнего электрического поля в диэлектрике происходит смещение электрических зарядов и появление поверхностных зарядов. Это явление описывается в терминах диэлектрической проницаемости о и поляризации Р. Поляризация материала - это изменение плотности заряда на пластинах конденсатора, если в качестве диэлектрика вместо вакуума используется данный материал, т.е. Р = двак - дмат- Смещение зарядов внутри материала взаимно нейтрализуется, поэтому поляризация происходит лишь на поверхностях, контактирующих с пластинами конденсатора. Диэлектрическая проницаемость, в свою очередь, определяется относительным повышением емкости С конденсатора или относительным снижением разности потенциалов и в условиях, когда плотность зарядов остается постоянной, т.е. Q= J J вaк = мат-В переменных электрических полях поляризация изменяется во времени периодически, но, поскольку быстрые движения з ядов затруднены, это приводит к рассеянию энергии в виде тепла. В то время как в вакууме вектор электрического тока образует с вектором напряжения угол, равный 90 , при поляризации диэлектрика фазовый угол уменьшается. [c.551]

В ряде работ, проведенных Е. К. Венстрем в нашей лаборатории [22, 23], было показано, что нри поляризации поверхности хрупких твердых тел, обладающих электронной проводимостью (пирит, графит), а также металлов (таллий, цинк, свинец, теллур) в водных растворах электролитов твердость Н изменяется в зависимости от скачка потенциала ф на границе твердое тело — раствор аналогично поверхностному натяжению а на поверхности ртуть — раствор соответственно клас-Оической электроканиллярно кривой а = а(ф) (электрокапиллярные кривые описываются уравнением Оа/Зф = в, где 1а— поверхностная плотность заряда) с характерным максимумом для незаряженной поверхности и спаданием Н или а при заряжении в обе стороны, независимо от знака заряда [22, 23]. [c.45]

Эффект возникновения поляризации связан, возможно, с технологией изготовления органического стекла. Механизм заряжения может быть аналогичен механизму возникновения зарядов при кристаллизации веществ из жидкой фазы [60]. В последнем случае эффект связывают с различной скоростью поглощения ионов примесей разного знака кристаллической фазой при ее образовании. Квадратные образцы из листового ПММА размером 30X20X4 мм сжимали между плитами пресса с прокладками из фольги. После деформации до толщины 2 мм при температуре 120 °С образцы охлаждали в прессе до комнатной температуры, вынимали из пресса, отрывали прокладки от образцов и измеряли поверхностную плотность зарядов. Результаты измерений представлены в табл. 2. Первая сторона имела до прессования плотность заряда —0,16 нКл/см , вторая сторона +0,16 нКл/см . [c.33]

На рис. 20 приведена зависимость поверхностной плотности зарядов Оэфф, определяемой индукционным методом, и гетерозаряда от температуры поляризации при разных напряженностях поляризующего поля. При всех режимах поляризации (кроме температуры 140°С, п=10, 20 кВ/см) знак сТэфф соответствовал гетерозаряду. Увеличение при постоянной температуре поляризации вызывает увеличение Р [согласно (32)]. Одновременно повышается величина гомозаряда, причем в значительно большей степени Огет растет с повышением температуры поляризации до 100 °С. Дальнейшее понижение величины сггет очевидно обусловлено деполяризацией гетеро- и гомозаряда одновременно, что приводит к уменьшению измеряемого значения а. Действительно, по (2) имеем [c.47]

Экспериментальные зависимости поверхностной плотности заряда от времени поляризации хорошо описываются уравнением вида (29) Ог = сГмакс(1—т — время релаксации по Максвеллу (тм = еоеэру). При больших Еп напряжение на пленке превышает пробойное на [c.61]

Систематическое изучение влияний давления окружающей среды на поверхностную плотность зарядов электретов проводили авторы работы [134] на ориентированной полистирольной пленке толщиной 0,010 см и пленке ПЭТФ толщиной 120 мкм. После поляризации в атмосферных условиях при воздействии напряжения 3600 В в течение 30 с электроды закорачивали, снижали давление до 0,01 мм рт. ст. и затем повышали до атмосферного. Поверхностная плотность зарядов уменьшалась [c.83]

На рис. 23 приведена зависимость поверхностной плотности зарядов Оэфф, определяемой индукционным методом, и гетерозаряда от температуры поляризации при разных напряженностях поляризующего поля. При всех режимах поляризации (кроме температуры 140°С, п=10, 20 кВ/см) знак Оэфф соответствовал гетерозаряду. Увеличение при постоянной температуре поляризации вызывает рост Р согласно (50). Одновременно повыщае гомозаряд, причем в значительно большей степени Р растет с повыше- [c.40]

Экспериментальные зависимости поверхностной плотности заряда от времени поляризации хорошо описываются уравнением вида (47) аг = амако (тм — время релаксации по Макс- [c.46]

Подробно изучено [83] изменение магнитной восприимчивости Хм магнетоэлектретов из ПВХ. Их получали при 75—105 °С в поле 5—12-103 А/м. После обработки в магнитном поле хм меняет знак и увеличивается в - 20 раз (по абсолютной величине). Заряды а и Хм спадали одновременно, причем значения зарядов соответствовали значениям Хм- Максимальные значения зарядов достигали 2,85 нКл/см . Полагают, что здесь а — поверхностная плотность зарядов магнетоэлектретов — складывается из дипольной поляризации, объемных зарядов и поляризации Максвелла—Вагнера. [c.56]

При изучении электрических свойств порошкообразных лекарственных веществ оказалось, что в процессе прессования одновременно с ориентацией частиц, трением поверхностей, сжатием в каком-либо направлении дроисходит их поляризация и возникновение поверхностных зарядов. При соприкосновении частиц между собой или со стенкой матрицы электрические заряды, находящиеся на поверхности, притягивакуг равные по величине и обратные по знаку заряды. На границе возникает контактная разность потенциалов, величина которой зависит от электропроводимости поверхностей контактирующих частиц и плотности зарядов. Увеличение контактной разности потенциалов неизменно влечет и увеличение сил когезии. Когезионная способность гидрофильных веществ значительно больще, так как они обладают больщей поверхностной электропроводимостью, гидрофобных — меньще. [c.353]

При нагревании гетерозаряженного электрета между двумя плотно прижатыми электродами, закороченными через пикоамперметр, можно наблюдать ток разряда, направление которого соответствует направлению поляризации. Поверхностная плотность зарядов при этом уменьшается. Эксперименты, проведенные авторами работ 88, 89], показали, что при нагревании электрета, обладающего низким или нулевым зарядом (ср = Р), величина а проходит через максимум. Поскольку нагревание вызывает спад гетерозаряда, Ор становится ббльше Р, аэфф приобретает знак гомозаряда (см. рис. 36, кривая 3). [c.60]

Пирокоэффициент р имеет размерность Kл/(м K)—это поверхностная плотность заряда, возникающего на диэлектрике при изменении его температуры на один градус. Пироэффект возникает вследствие изменения либо остаточной поляризации — замороженных диполей (гетерозаряд), либо поляризации, обусловленной неравномерно распределенными в объеме инжектированными (гомо-) зарядами. [c.130]

Поляризация выше комнатной температуры приводит к получению термоэлектретов из полиамидов с довольно большой поверхностной плотностью зарядов, но из-за низкой температуры перехода (- 50—60 °С) время сохранения зарядов невелико и электреты нестабильны. Более стабильные электреты получают при поляризации при более высоких температурах вблизи ас-релаксации, например, из полиамида 6,6. Преимущественную роль ионных процессов следует признать за термоэлектретами из полиамидов, для других полимеров, например, ПМ.МА, ПЭТФ, это, ио-видимо-му, неверно [203]. [c.150]

Однако при данной постоянной плотности заряда это возрастание но может быть безграничным. Как только произойдет полное насыщение жестко-ориентированной части слоя добавки, начнет интенсивно расти его объемная часть. Это в свою очередь способствует ослаблению связей иопов добавки, находящихся в непосредственной близости к катодной поверхности, т. е. к разрыхлению прикатодной пленки, а следовательно, и к уменьшению сопротивления всего слоя. Действительно, данные опытов показывают, что при избытке поверхностно-активных веществ или коллоидов кривая поляризации проходит через максимум (рис. 2). Из приведенноп> рисунка следует также, что перемешивание смещает этот максимум в области более низких концентраций добавки. [c.312]

Для полноты картины проведем оценки термодинамических параметров в поверхностных слоях жидкости на основе классического представления ван дер ваальсовых сил. Известно, что силы ван дер ваальса являются дально-действующими и возникают как между твердым телом и жидкостью, так и между большими телами из-за действия на достаточно больших расстояниях пространственных корреляций в плотностях флуктуирующих в них зарядов. Флуктуации плотности заряда в одном теле индуцируют поляризацию в другом и обратно. Пространственные корреляции обуславливают возникновение силы взаимодействия (приводится величина, нормированная на площадь-эквивалент давления), определяемой соотношением [123]. [c.52]

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]