Электрет стабильность зарядов

Кинетика релаксации заряда в пленочных полимерных электретах (стабильность электретов) [c.193]

Отжиг ФЭП-тефлоновых электретов, заряженных облучением электронами с энергией 20 кэВ при 97 °С, сдвигает максимум ТСТ с 50 до 92 °С при времени отжига отш=30 с, до 103 °С при отш = 60 с и до 123 °С при отж=1800 с [98]. Повышение температуры отжига до 150 °С приводит к росту температуры максимума до 146°С при ОТЖ — 60 с (наблюдается также второй максимум при 170 °С), при отж=150 с до 154 и 189 °С, при /отж = 300 с до 187 и 204 °С, при отж = 3600 с до 181 и 203 °С (электретно-термический анализ проводили с короткозамкнутыми электродами). Повышение температуры максимумов свидетельствует о повыщении стабильности зарядов согласно (40). [c.68]

Полимерные электреты и пьезоэлектрики получают при специальных обработках пленок. Электреты способны длительное время (до нескольких лет) сохранять заряд и являются источниками электрического поля. Они характеризуются электретной разностью потенциалов [/э и ее стабильностью. У пьезоэлектриков при деформации возникает электрический момент, соответствующий зарядам на их поверхности. При этом отношение [c.11]

Кинетика релаксации заряда электретов (кинетика разрядки или деполяризации) характеризуется временными зависимостями электретной разности потенциалов IУэ(0 суммарного заряда в расчете на единицу площади электрета д(1) и плотности тока разрядки /(/). Изучение этих зависимостей прежде,всего проводится для оценки стабильности пленочных полимерных электретов в связи с их широким практическим применением в качестве электретных мембран различных электромеханических преобразователей. С другой стороны, изучение указанных зависимостей дает основу для обсуждения гипотез о природе электретного состояния, о процессах, обусловливающих кинетику релаксации заряда. [c.193]

Временная зависимость о полимерных электретов, полученных облучением электронным пучком, определяется скоростью перемещения заряженного фронта (слоя) внутри диэлектрика. Предполагают, что заряд обусловлен носителями (в данном случае электронами), захваченными в объеме, а стабильность заряда связана с перемещением носителей зарядов в электрете в резуль- гате воздействия поля электрета. [c.104]

Выделяют особый класс диэлектриков, называемых электретами [25]. Это твердые диэлектрики, которые в результате предварительной обработки становятся электрически поляризованными, т.е. у которых в течение длительного времени обнаруживается внешний электрический момент. Качество электретов характеризуют численным значением поверхностной плотности зарядов и их стабильностью во времени. Хорошие электреты образуются из поливинилацетата, полиамидных смол и др. среднего качества - из серы. Поверхностная плотность электрического заряда керамических электретов достигает значений Ю- Кл/см . [c.38]

Влияние температуры на стабильность электретов обусловлено ее влиянием на скорость изменения гетеро- и гомозарядов. Как правило, с повышением температуры хранения скорость спада зарядов увеличивается и Тж уменьшается. Проникающая радиация вызывает накопление носителей зарядов в результате захвата заряженных частиц извне и образования заряженных частиц в период облучения. В результате этого в диэлектрике растет электропроводимость, снижается поверхностная плотность зарядов и Тж уменьшается. [c.391]

Значение оэфф практически применяемых электретов составляет. 10-9- 10- Кл/см . Другим параметром, характеризующим свойства электретов, является время релаксации зарядов т (время уменьшения заряда в 2,7 раза). Стабильные электреты, пригодные для практического применения, имеют т порядка 3— 10 лет и более. [c.8]

Способность сополимера длительное время сохранять электрический заряд в отсутствие электрического поля используют для создания электретов из пленок сополимера, имеющих высокую стабильность при 130°С [24]. [c.113]

П.тенки фторопласта-2 способны сохранять поляризацию, возникшую при обработке в электрическом поле. Такой электрет имеет стабильный поверхностный заряд в 10—20 ЭЛ. ед., действующий продолжительное время (до 10 лет). [c.195]

Хотя этот метод оценки времени жизни электретов, конечно, приближенный, он все же полезен для оценки полимеров как электретных материалов. Особенно удобен он для определения оптимального режима поляризации для получения возможно более стабильных электретов. При таких оценках времени жизни следует разделять время жизни гетеро- и гомозаряда, а также отдельных составляющих этих зарядов. Более подробно об этом сказано в гл. VI. [c.102]

Предполагают (96, 97], что у радиационных электретов и ко-роноэлекуретов, полученных исключительно инжекцией носителей зарядов извне, стабильность зарядов обусловлена дрейфом инжектированных носителей в полимере. Например, при облучении полимерной пленки электронами низкой энергии последние проникают на - 0,7 мкм в глубь пленки. Если на пленку нанести электроды и их закоротить, электроны будут двигаться к близлежащему электроду — к облучаемой поверхности. Если электроды разомкнуть, электроны будут двигаться в противоположную сторону. Измеряя термостимулированные токи в таких пленках, определяют подвижность носителей, глубину ловушек. Подвижность носителей определяют и по изотермическому разряду. Полагают, что инжектированные заряды захватываются и мелкими, и глубокими ловушками. С ростом температуры заряжения (в короне) глубина ловушек увеличивается, что и способствует более длительному сохранению зарядов. Поэтому с повышением Т п скорость спада зарядов, например в ФЭП-тефлоне, снижается [67]. Измерения термостимулированных токов указывают на дискретность распределения ловушек. Поэтому рост стабильности электретов при повышении Т п стали oбъя ня Ii большим захватом в глубоких ловушках и меньшим в мелких. [c.68]

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]

Опубликовано большое число работ [72—80], автору которых получали полимерные электреты. Приведенные в табл. 4 данные дают представление о величине зарядов и стабильности электретов из различных полимеров, а [c.46]

Из-за большого числа факторов, влияющих на величину зарядов и стабильность электретов, наблюдаются расхождения в результатах экспериментов, проведенных исследователями на одних и тех же материалах электретов, полученных на основе различных полимеров. [c.46]

В некоторых работах [136] высказано предположение, что неравномерное распределение зарядов сильно влияет на стабильность 0 в условиях повышенной влажности адсорбированная влага образует электропроводящие мостики между областями с разной плотностью и разных знаков. Это приводит к взаимной компенсации зарядов. Поэтому при изготовлении электретов с максимальными плотностью зарядов и стабильностью встает задача достижения равномерного распределения а по поверхности электрета. Эту задачу решают облучением диэлектрика пучком электронов со сканированием по поверхности или равномерным перемещением электродов, с которых происходит короткий разряд, над поверхностью диэлектриков (см. гл.II). [c.85]

Перед обсуждением вопроса о получении электретов целесообразно рассмотреть возникновение электрических зарядов на полимерах при различных технологических операциях. В этом случае также получаются полимерные электреты, но со случайными характеристиками. В процессе электризации при разрыве контакта, при деформации и адгезии образуются технологические электреты или трибоэлектреты (при трении), являющиеся стабильными, но с неопределенными параметрами. Рассмотрение явлений электризации целесообразно в теоретическом плане, так как они тесно связаны со свойствами электретов и дают возможность понять причины возникновения электретного эффекта в полимерах — эффекта накопления и длительного сохранения электрических зарядов. [c.9]

Из-за большого числа факторов, влияющих на заряд и стабильность электретов, наблюдаются расхождения в результатах экспериментов, проведенных исследователями на одних и тех же материалах. Так, свойства электретов существенно зависят от содержания примесей, молекулярно-массового распределения, структуры, степени кристалличности, т. е. от параметров, изменяющихся от одного промышленного образца к другому. Поскольку большинство экспериментов проводят с полимерами, промышленно выпускаемыми различными предприятиями и фирмами, все это приводит к расхождению в результатах у разных авторов. [c.40]

В работах [60, 65] изучали образование электретов в процессе отверждения эпоксидных смол (при 20 °С). Удельное объемное сопротивление смолы растет в процессе отверждения от 10 (р]) до 10 5 Ом-см. (рг). Если поляризующее поле прикладывать с начала отверждения, при р1/=10 Ом-см, образуется гомозаряд (при = 1 кВ/см), а если поле прикладывать позднее, при р1 более высоком, гомозаряд снижается. Полагают, что с ростом р1 растет гетерозаряд, связанный с поляризацией Максвелла—Вагнера на границе раздела фаз. При р1>10 Ом-см гетерозаряд превалирует. Когда р1 растет до рг, заряд электретов снижается до нуля. Напряженность поля при поляризации Е и отношение р) к рг влияют на знак заряда получающихся электретов (см. рис. 26). Добавки ионогенных веществ — солей, пластификаторов влияют на значения зарядов, повышая их, но частично снижают стабильность электретов. [c.45]

Ускорения процессов перезарядки достигают также хранением образцов незакороченными сразу же после их изготовления в течение некоторого времени. Авторы работы [162] электреты из смеси карнаубского, пчелиного восков и канифоли держали незакороченными сразу после изготовления в течение 5 мин. После этого их завертывали в фольгу. При этом время перезарядки 2 уменьшалось до 1 мин, а через два часа получали стабильные электреты, в то время как без этой процедуры 4=50 мин и стабильный заряд электрета достигался лишь через 24 ч. [c.91]

Стабильность зарядов пленочных гомозаряженных электретов может быть весьма велика [58, 65]. На рис. 45 представлены некоторые зависимости, полученные для электретов из полимерных пленок на основе ПЭТФ, ППИ, ПК,ПС,ПТФЭ,П ТФЭ—ГФП).Электреты [c.95]

Видно, что наиболее стабильные заряды Получаются на поликарбонатах н фторсодержащих полимерах. Поликарбонат с норборнановым циклом (К-1) практически не требует времени на стабилизацию величины заряда. Близкие результаты по стабильности получены с поликарбонатом на основе дифенилолпропана с высокой молекулярной массой ( 140000), однако для достижения стабильных значений Оэфф требуется некоторое время. (Здесь режим изготовления был подобран специально для получения электретов с поверхностным потенциалом 90 Б.) [c.97]

Ускорения процессов перезарядки достигают также хранением образцов незакороченными сразу же после их изготовления в течение некоторого времени. Если электреты из смеси карнаубского, пчелиного восков и канифоли оставить незакороченными сразу после изготовления 5 мин, а после этого завернуть в фольгу, то время перезарядки /г уменьшается до 1 мин, и через два часа получаются стабильные электреты, тогда как без этой процедуры 2 = 50 мин и стабильный заряд электрета достигается лишь через [c.61]

Стабильность зарядов пленочных гомозаряженных электретов может быть весьма велика [33, 50]. На рис. 39 представлены некоторые зависимости, полученные для электретов из полимерных пленок на основе ПЭТФ, ПК, П(ТФЭ-ГФП). Электреты получали поляризацией с применением диэлектрических прокладок, поэтому значения V для них выше приведенных в [33]. В большинстве случаев поверхностный потенциал вначале уменьшается, но после некоторого периода скорость спада снижается и потенциал стабилизируется. [c.63]

Быстрое определение релаксационных параметров проводят также в неизотермических условиях при непрерывном повышении температуры с постоянной скоростью. В этом случае чем выше температура резкого спада аэфф, тем стабильнее заряды. Зависимости УэО) при Т = То + Ы (где Ь — скорость повышения температуры, 1 град/мин) для гомозаряженных электретов на основе полимеров различного химического строения приведены на рис. 47 (109]. С ростом температуры заряжения короноэлектретов из ПДМС кривые сдвигаются в сторону более высоких температур, [c.72]

На рис. 98, а приведены токи ТДП в области р-релаксации. Видно, что образцы из середины блока, которые охлаждались наи-,. более медленно, имеют наибольшую интенсивность Р-релаксации. Образцы снаружи блока, которые охлаждались, имеют наименьшую интенсивность р-релаксации. Наблюдаемая закономерность связана с разным размером кристаллитов. Быстрое охлаждение (закалка) приводит к образованию мелких кристаллитов и упорядочению областей аморфной фазы (р"- и р "-максимумов). Медленное охлаждение приводит к возникновению более крупных кристаллитов, при этом количество аморфной фазы увеличивается, растет и интенсивность р-релаксации. Чем больше размеры кри- сталлитов (внутри блока), тем выше и интенсивность а-релаксации, (рис. 98, б). В некоторых работах (см. табл. 2) отмечают высокую стабильность зарядов электретов из ПХТФЭ. [c.159]

В электронике поливиннлиденфторид используется как перспективный электретный материал. Получение электретов осуществляется путем двухосной вытяжки пленок из поливинилиденфторида при 50—170°С на 220—400 % Такой материал, переведенный в 3-модификацию, нагревается под нагрузкой и для образования электрета подвергается действию поля напряжением 320— 1000 кВ/см [522]. В качестве электретных материалов пригодны также сополимеры винилиденфторида с тетрафторэтиленом, винилфторидом или трифторхлорэтиленом [523]. Стабильность поверхностного заряда, равного 10—20 эл.-ст.ед./см , экстраполировалась до 10 лет. Электреты из поливинилиденфторида могут применяться вплоть до 130 °С, а также в присутствии масел и растворителей [492, 524]. [c.127]

Электреты, полученные без термической обработки, только воздействием электрического поля высокой напряженности, называют электроэлектретами. Поскольку при получении электроэлектретов, по-видимому, не происходит замораживания ориентационной поляризации, хотя такую возможность полностью исключать нельзя, заряд электроэлектретов обусловлен в основном инжекцией носителей зарядов. Применение диэлектрических прокладок увеличивает число инжектированных носителей при этом возможно также получить поля более высокой напряженности, близкие к пробивным, без разрушения полимера. Первые опыты показали, что электроэлектреты обладают низкой стабильностью (см. табл. 5) [4, 17], однако в последнее время была найдена возмож- [c.59]

Влияние температуры на стабильность электретных зарядов связано с ее влиянием на скорость релаксации гетеро- и гомозарядов. В работе [149] было показано, что при низких температурах снижается скорость перезаряжения электретов вследствие уменьшения скорости релаксации гетерозаряда и уменьшения внутреннего поля. В то же время уменьшается и электропроводность материала, что должно приводить к снижению скорости релаксации гомозаряда. [c.104]

В работе [60] подробно исследовали процесс образования термоэлектретов, хемоэлектретов, получаемых в процессе полимеризации, и электретов, получаемых из раствора испарением растворителей. Автор полагает, что основную роль в образовании зарядов во всех случаях играет удельное объемное электросопротивление полимера pv в момент начала поляризации pi (в термоэлектретах при 7п) и в конце поляризации рг (в термоэлектретах при Ухр). Стабильность электретов растет с увеличением скорости охлаждения. Для получения стабильных электретов желательно, чтобы p2/pi il0 . Введение пластификаторов снижает pi и рг. Например, увеличение содержания х дибутилфталата в ПММА повышает начальное значение Оэфф но спад зарядов ускоряется [при увеличении х от О до 20% (масс.)]. Добавки ионобразующих солей, например хлорида натрия, в парафин приводят к образованию гомозаряда при pi = 10 Ом-см, который быстро падает со временем. При pi=10i Ом-см гомозаряд устойчив, а при pi = = 10 Ом-см (Тэфф растет с увеличением времени хранения. [c.42]

Если заряжение проводить при низкой температуре Тп, поверхностный заряд, как полагают, связан с захватом носителей заряда в мелких ловушках, и стабильная компонента невелика. Заряжение при Т выше 100 °С приводит к преимущественному захвату носителей в глубоких ловушках, к большей стабильности электретов II к большему значению устойчивого заряда. Повышение вре-- ieHii заряжения /п также повышает захват в глубоких ловушках. [c.47]

Поскольку поверхностная плотность зарядов складывается из компонент, обладающих различными временами релаксации (57), для сокращения времени достижения относительно стабильного состояния целесообразно ускорить спад быстро релаксирующих ком-1]онент. Это достигается предварительной частичной деполяризацией. Можно значительно ускорить установление постоянной Оэфф путем предварительного прогревания электретов, например, из ПММА, ПК, ПЭТФ и смесей полимеров. [c.61]

Стабильность электретов, приготовленных из пленок ПТФЭ, примерно такая же, как и пленок из П(ТФЭ-ГФП), выпускаемого под названием ФЭП-тефлон . Пленки из ПЭТФ обладают в общего низкими электретными свойствами, так как поверхностный заряд непрерывно падает. Указывают [46, 50], что обнадеживающие результаты получены с ПС и ППИ. Данные разных авторов несколько различаются. Так, в работе 56] приведены данные о лучшей стабильности ПЭТФ-электретов, чем в [50] (см. табл. 2). [c.64]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология