Elektreetit

Elektreetti on eriste , joka säilyttää polarisoidun tilan pitkään sen jälkeen, kun ulkoinen vaikutus on poistettu, mikä johti tämän eristeen polarisaatioon (tai varautumiseen) ja luo lähes vakion sähkökentän ympäröivään tilaan . Japanilainen fyysikko Yoguchi [1] löysi elektreetit vuonna 1919 . Suuri määrä käytettyjä materiaaleja, ulkoisen vaikutuksen menetelmät, teknologiset menetelmät polarisoidun tilan luomiseksi eristeissä määrittävät elektreettivaikutuksen ilmenemismuodot niissä.

Nykyaikaiset ideat elektreettiilmiöstä perustuvat kahdentyyppisiin varauksiin dielektrissä - hetero- ja homovarauksessa.

Heterovaraus johtuu dielektrien tilavuuden sähköisestä polarisaatiosta, joka johtuu dipolien suunnasta , ionisesta (tai elektronisesta) polarisaatiosta sekä tilavarauksen siirtymisestä . Tässä tapauksessa elektreetin negatiivinen varaus keskittyy anodille , positiivinen katodille ja tuloksena oleva sähkökenttä on vastakkainen polarisaatiokentän suuntaan.

Homovaraus johtuu varauksenkuljettajien ruiskuttamisesta elektrodeilta eristeeseen ja niiden sijoittumisesta elektronien ja erityyppisten reikien (energialoukkujen) sieppaus- tai rekombinaatiokeskuksiin . Tässä tapauksessa sidottu negatiivinen varaus sijaitsee katodilla ja sidottu positiivinen varaus sijaitsee anodilla, ja tuloksena olevalla kentällä on sama suunta kuin polarisoivalla. Yllä olevat ansoja ovat energiatasoja, joilla injektoidut varauksenkuljettajat vangitaan eristeen tai puolijohteen kaistaväliin .

On olemassa useita tapoja tehdä elektreettejä. Suurin osa niistä perustuu siihen, että eriste asetetaan sähkökenttään ja altistetaan lisäfysikaaliselle vaikutukselle, mikä lyhentää dipolin relaksaatioaikaa tai nopeuttaa varautuneiden hiukkasten kulkeutumista. Fysikaalisen vaikutuksen tyypistä riippuen on lämpöä ( aineen kuumennus ), sähköä ( sähkökenttä ), valoa ( valoa ), magnetoa ( magneettikenttä ), radiota ( ionisoivaa säteilyä ) ja muita elektreettejä. Elektreettitila voi syntyä myös ilman ulkoisen sähkökentän kohdistamista eristeeseen, esimerkiksi mekaanisesta muodonmuutoksesta (mekaaniset elektreetit), kun eriste varautuu koronapurkauksen kentässä (koronaelektreetit), kun polymeerejä kuumennetaan kosketuksessa erilaisista metalleista valmistettujen elektrodien kanssa (metallipolymeerielektreetit), sähköistyskitkan aikana ( triboelektreetit ), hehkupurkausplasman vaikutuksesta . Elektreettivaikutus on luontainen ferrosähköille (ferrosähköille), elävän organismin kudoksille (biosähkö). Kiinnitettäessä sähkökentässä orientoituneita dipoleja ja syrjäytyneitä ioneja kemiallisin keinoin, esimerkiksi vulkanoimalla , saadaan kemoelektrisiä aineita.

Elektreettien tärkein kokeellisesti määritetty ominaisuus on tehollinen pintavarauksen tiheys ( , C / m 2 ), joka on yhtä suuri kuin homo- ja heterovarausten välinen ero. Toinen elektreettien ominaisuuksia kuvaava parametri on varauksen relaksaatioaika (aika, jolloin varaus pienenee kertoimella e ). Elektreetin käyttöikä on ajanjakso, jonka aikana materiaali säilyttää elektreettiominaisuudet. Eri polymeereillä se on 3 - 10 vuotta. $\sigma _{\text{ef ))$ $T_{p}$ $T_{\text{w))$ $T_{\text{w))$

Sovellus

Elektreeteille on olemassa useita perinteisiä sovelluksia. Niitä käytetään elementteinä:

mekaanisten, lämpö-, akustisten (katso elektreettimikrofoni ), optisten, säteily- ja muiden signaalien muuntimet sähköisiksi (virtapulsseiksi),
tallennuslaitteet ,
sähkömoottorit ,
generaattorit;
suodattimet ja kalvot;
korroosionestorakenteet ;
kitka solmut;
tiivistysjärjestelmät;
lääketieteelliset applikaattorit, antitrombogeeniset implantit, implantoitavat elektreettien osteoreparaatiostimulaattorit - ortopediset elektreetit .

Muistiinpanot

↑ G. Sessler. Elektreetit . - Moskova: "Mir", 1983. - S. 5 .

Kirjallisuus

Gubkin A. N. Elektreetit. M.: Nauka, 1978. 192 s.
Elektrets / Toim. Sessler G. — M.: Mir. - 1983. - 487 s.
Lushcheikin G. A. Polymeerielektreetit. — M.: Kemia. - 1984. - 184 s.
Pinchuk L. S., Goldade V. A. Elektreettimateriaalit koneenrakennuksessa. - Gomel: Infotribo. - 1998. - 288 s.
Gorokhovatsky Yu. A. Elektreettiefekti ja sen sovellus. // Sorosin koulutuslehti . - 1997. - nro 8. - S. 92-98.
Rychkov A. A., Boytsov V. G. Elektreettinen vaikutus polymeeri-metallirakenteissa: Monografia. - Pietari: Venäjän valtion pedagogisen yliopiston kustantamo im. A. I. Herzen. - 2000. - 250 s.
Galikhanov MF Corona elektreetit perustuvat polyeteenikomposiittimateriaaleihin . // Kaikki materiaalit. Ensyklopedinen hakuteos. 2008. nro 5 (s. 20-29) - 6 (s. 40-45).