Электреты. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Электреты

Электреты - диэлектрики ,длительное время сохраняющие поляризованное состояние после снятия внеш. воздействия, вызвавшего поляризацию, и создающие элек-трич. поле в окружающем пространстве (электрич. аналоги пост, магнитов). Если вещество, молекулы к-рого обладают дипольным моментом, расплавить и поместить в сильное электрич. поле, то его полярные молекулы частично выстроятся по полю. При охлаждении расплава в электрич. поле и последующем выключении поля в затвердевшем веществе поворот этих молекул затруднён и они длит, время сохраняют преимущественную ориентацию (от нескольких дней до многих лет). Первый Э. был таким методом изготовлен M. Егучи (M. Eguchi) в 1922.

Остаточная поляризация может быть получена также в кристаллич. веществе за счёт ориентации в поле т. н. квазидиполей (две вакансии противоположного знака, примесный ион - вакансия и т. п.) или за счёт скопления носителей заряда вблизи электродов. При изготовлении Э. в диэлектрик могут переходить носители заряда из электродов или межэлектродного промежутка. Носители могут быть созданы и искусственно, напр. облучением электронным пучком. Существуют др. гипотезы о природе электретного эффекта, учитывающие, напр., захват носителей заряда на ловушки и взаимодействие между остаточной поляризацией и свободными носителями.

Э. могут быть получены практически из любых диэлектриков: органических, напр. полимерных (политетрафторэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакри-лат и др.); неорганических - как монокристаллических (кварц, корунд и др.), так и поликристаллических (керамика, ситаллы и др.), а также из стёкол. Наиб. стабильны Э. из плёночных фторсодержащих полимеров - политетрафторэтилена и его производных, напр, из сополимера тет-рафторэтилена с гексафторпропиленом.

Стабильные Э. получают, нагревая, а затем охлаждая диэлектрик в сильном электрич. поле (термоэлектреты), освещая в сильном электрич. поле (фотоэлектреты), радиоакт. облучением (радиоэлектреты), поляризацией в сильном электрич. поле без нагревания (электроэлектреты) или в магн. поле (магнетоэле-ктреты), при застывании органич. растворов в электрич. поле (криоэлектреты), механич. деформацией полимеров (механоэлектреты), трением (трибоэлектре-ты), действием поля коронного разряда (короноэлект-реты).

Все Э. имеют стабильный поверхностный заряд. Разность потенциалов U и суммарной заряд плоского Э. q (на единицу площади) определяются соотношениями

Здесь

-толщина пластины,

-плотность объёмного заряда,

-диэлектрич. проницаемость.

-остаточная поляризация,

-плотности поверхностных зарядов (с обеих сторон пластины). Накопление заряда в полимеоных Э. характеризуется экспоненц. законом

изменения

где время релаксации

обратно пропорц. плотности тока зарядки, а стационарное значение

определяется режимом зарядки (напряжением на коронирующем электроде и регулирующей сетке для короноэлектретов, энергией бомбардирующих электронов при зарядке электронным пучком или напряжением на электродах при зарядке в электрич. поле).

При всех трёх методах зарядки получаются Э. с гомоза-рядом, знак к-рого совпадает со знаком бомбардирующих частиц или со знаком прилегающего к поверхности электрода. Как правило, носители заряда разных знаков концентрируются у противоположных сторон пластины (плёнки), так что в целом она электронейтральна (q = О). Однако при достаточно высоких темп-pax и при поляризации в сильном электрич. поле может образовываться и гетеро-заряд, чаще всего за счёт скопления у электродов носителей, поступающих из объёма диэлектрика, знак заряда к-рых противоположен знаку заряда на электродах.

Со временем у Э. наблюдается уменьшение заряда, обычно более быстрое в первое время после изготовления. В дальнейшем заряды Э. меняются незначительно в течение длит. времени. При комнатной температуре временная стабильность Э. высока (напр., у Э. из политетрафторэтилена время жизни Э. ~ 10²-10⁴ лет). С ростом температуры время жизни экспоненциально уменьшается. Увеличение влажности окружающей среды (особенно в присутствии пыли, аэрозолей и др.), воздействие ионизирующей радиации и т. п. ускоряют релаксацию зарядов Э. Релаксация заряда в полимерных Э. зависит от характера контакта их с электродами. При плотном контакте направление тока разрядки соответствует движению носителей заряда в тонких приэлектродных слоях к электродам.

Э. применяют как источники пост. электрич. поля (элек-третные микрофоны и телефоны, вибродатчики, генераторы слабых перем. сигналов, электрометры, электроста-тич. вольтметры и др.), а также как чувствит. датчики в дозиметрах, устройствах электрич. памяти; для изготовления барометров, гигрометров и газовых фильтров, пьезодатчиков и др. Фотоэлектреты используют в электрофотографии.

Литература по

Фридкин В. M., Желудев И. С., Фотоэлектреты и электрофотографический процесс, M., 1960; Борисова M. Э., Койков С. H., Полимерные электреты, в кн.: Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Сажина, 3 изд., Л., 1986; JIущейкин Г. А., Полимерные электреты, 2 изд., M., 1984; Губкин A. H., Электреты, M., 1978; Электреты, под ред. Г. Сесслера, пер. с англ.. M., 1983. A. H. Губкин. С. H. Койков.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира