Elektreteket

Az elektret olyan dielektrikum , amely a külső hatás eltávolítása után hosszú ideig megtartja polarizált állapotát , ami ennek a dielektrikumnak a polarizációjához (vagy feltöltődéséhez) vezetett, és kvázi állandó elektromos mezőt hoz létre a környező térben . Az elektreteket 1919-ben Yoguchi japán fizikus fedezte fel [1] . A felhasznált anyagok nagy száma, a külső hatások módszerei, a polarizált állapot létrehozásának technológiai módszerei a dielektrikumokban meghatározzák az elektret hatás megnyilvánulási formáinak sokféleségét.

Az elektreteffektussal kapcsolatos modern elképzelések a dielektrikumok kétféle töltésén alapulnak - hetero- és homotöltésen.

A heterotöltés a dielektrikumok térfogatában a dipólusok orientációjából adódó elektromos polarizációból, az ionos (vagy elektronikus) polarizációból, valamint a tértöltés elmozdulásából adódik . Ebben az esetben az elektret negatív töltése az anódon , pozitív a katódon koncentrálódik , és a keletkező elektromos tér ellentétes irányú a polarizációs térrel.

A homotöltés annak köszönhető, hogy az elektródákból a töltéshordozókat injektálják a dielektrikumba, és ezek az elektronok és a különféle természetű lyukak (energiacsapdákon) befogási vagy rekombinációs központjaiban helyezkednek el. Ebben az esetben egy kötött negatív töltés a katódon, egy kötött pozitív töltés az anódon található, és a keletkező tér iránya megegyezik a polarizáló térrel. A fenti csapdák a beinjektált töltéshordozók befogásának energiaszintjei egy dielektrikum vagy félvezető sávjában .

Az elektretek készítésének többféle módja van. Legtöbbjük azon alapul, hogy a dielektrikum elektromos térbe kerül, és további fizikai hatásnak vetik alá, ami csökkenti a dipólus relaxációs idejét vagy felgyorsítja a töltött részecskék vándorlását. A fizikai hatás típusától függően termikus ( anyag melegítése ), elektro ( elektromos tér ), foto ( fény ), magneto ( mágneses tér ), rádió ( ionizáló sugárzás ) és egyéb elektretek vannak. Az elektret állapot a dielektrikum külső elektromos mezőjének alkalmazása nélkül is létrejöhet, például mechanikai deformációból (mechano-elektretek), amikor a dielektrikum koronakisülési mezőben töltődik (koronaelektretek), amikor polimerek Különböző fémekből készült elektródákkal érintkezve hevítik (fém-polimer elektretek), villamosítási súrlódás során (triboelektretek), izzókisülési plazma hatására . Az elektret hatás a ferroelektrikumok (ferroelektrikumok), az élő szervezet szövetei (bioelektrikumok) velejárója. Az elektromos térben orientált dipólusok és kiszorított ionok kémiai úton, például vulkanizálással történő rögzítésekor kemoelektromos anyagokat kapunk.

Az elektretek legfontosabb, kísérletileg meghatározott jellemzője az effektív felületi töltéssűrűség ( , C / m 2 ), amely megegyezik a homo- és heterotöltések különbségével. Egy másik paraméter, amely az elektretek tulajdonságait jellemzi, a töltés relaxációs ideje (az idő, amíg a töltés e -szeresére csökken ). Az elektret élettartama az az időtartam, amely alatt az anyag megőrzi elektret tulajdonságait. Különféle polimereknél 3-10 év. $\sigma _{\text{ef ))$ $T_{p}$ $T_{\text{w))$ $T_{\text{w))$

Alkalmazás

Az elektreteknek számos hagyományos alkalmazása létezik. Elemként használják őket:

mechanikai, termikus, akusztikus (lásd elektret mikrofon ), optikai, sugárzási és egyéb jelek elektromos (áramimpulzusokká) átalakítói,
tárolóeszközök ,
elektromos motorok ,
generátorok;
szűrők és membránok;
korróziógátló szerkezetek ;
súrlódási csomópontok;
tömítőrendszerek;
orvosi applikátorok, antitrombogén implantátumok, beültethető elektret oszteoreparációs stimulátorok - ortopéd elektretek .

Jegyzetek

↑ G. Sessler. Elektretek . - Moszkva: "Mir", 1983. - S. 5 .

Irodalom

Gubkin A. N. Elektretek. M.: Nauka, 1978. 192 p.
Elektretek / Szerk. Sessler G. — M.: Mir. - 1983. - 487 p.
Lushcheikin G. A. Polimer elektretek. — M.: Kémia. - 1984. - 184 p.
Pinchuk L. S., Goldade V. A. Elektret anyagok a gépészetben. - Gomel: Infotribo. - 1998. - 288 p.
Gorokhovatsky Yu. A. Elektret effektus és alkalmazása. // Soros oktatási folyóirat . - 1997. - 8. sz. - S. 92-98.
Rychkov A. A., Boytsov V. G. Elektret hatás polimer-fém szerkezetekben: Monográfia. - Szentpétervár: Az Orosz Állami Pedagógiai Egyetem kiadója im. A. I. Herzen. - 2000. - 250 p.
Galikhanov MF Corona elektretek polietilén kompozit anyagokból . // Minden anyag. Enciklopédiai kézikönyv. 2008. 5. szám (20-29. o.) - 6. (40-45. o.).