Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Тугов И.И. -> "Химия и физика полимеров" -> 147

Химия и физика полимеров - Тугов И.И.

Тугов И.И. , Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров: Учеб. пособие для вузов — М.: Химия, 1989. — 432 c.
ISBN 5—7245—0243—7
Скачать (прямая ссылка): tugov.djvu
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 169 >> Следующая

Время жизни диэлектрика тж в постоянном поле зависит от температуры:
тж=т0ехр(ДВ7/*Г), (5.106)
380
гд€ То — постоянная; &№~ коэффициент, для различных полимеров составляющий 0,5—2,0 эВ; к — константа Болышана.
Время жизни диэлектрика в переменном поле обратно пропорционально частоте приложенного поля.
Статическая электризация. Для диэлектриков характерно явление статической электризации, т. е. способность накапливать, и сохранять электрические заряды в процессе получения, переработки и эксплуатации. Поверхностная плотность зарядов о» на образце полимера в момент I зависит от скорости накопления (генерации) статических зарядов и скорости их спада:
аэ(0 = | ^оста Л -1 *°'.^«» <и. (5.107)
Максимальная плотность зарядов <ъ.ыакс, возникающих на поверхности, определяется пробивной прочностью воздуха (или любой другой среды). При нормальных условиях (давлений 0,101 МПа и влажности 65%) Оэ.макс Для разноименно заряженной пластины толщиной Л равна (Кл/м2)
<Ь, макс = Ю0е0 (200 + УЗФ)*. (5.108),
Потенциал На ПОВерХНОСТИ (Умакс равен: С/макс = Оэ.макс/€ое.
Причина генерации и возникновения статических зарядов кроется в процессах, происходящих на границе раздела двух материалов. При контакте двух металлических тел, находящихся на расстоянии Л', происходит перетекание электронов из металла с более высоким уровнем Ферми (01) в металл с более низким уровнем (Ф2). После разрыва контакта плотность заряда 0Э равна
О.«(г0/Л,)№ — Фг). (5.Ю9)
При контакте металла с полупроводником также происходит перераспределение зарядов, но этот процесс затрагивает только приповерхностные области полупроводников. Поверхностная илопюсть зарядов составляет
о»- [2еоел„(Фм - Фиг)]1'2, (5Л10)
где п* — концентрация носителей в полупроводнике с диэлектрической проницаемостью е; Фы и Ф|щ— уровни Ферми в металле и полупроводника.
При контакте металла с диэлектриком плотность зарядов на диэлектрике зависит от уровня Ферми металла и составляет
<ь=ё/),Д(Фм — Фд), (5.1 П)
где заряд электрона; йх — плотность поверхностных состояний, равная «(0,7-М,35)-10-16 эВ^-м-2 для различных полимеров; Фд —уровень Ферми в диэлектрике.
381
При установлении и разрыве контакта между двумя полимерами без трения на них возникает плотность зарядов, равная
~е(Фъ - Ф2) ( 2
1/0*1+1/0»
Ряд полимеров, расположенных последовательно таким образом, что каждый последующий заряжается отрицательно по отношению к предыдущему при контакте с ним, называется три-боэлектрическим рядом. При разрыве контакта между заряженными телами возникает разность потенциалов ІІ; если и окажется выше максимально возможной, то может произойти пробой.
Все материалы можно разделить на электрофобные и элект-рофильные. Электрофобные материалы не электризуются без трения, а электрофильные электризуются всегда. Трение приводит к локальному повышению температуры, улучшению электрической проводимости и превращению изолятора в проводник. Электрические заряды образуются при трении полимеров между собой или с другими материалами, при деформировании полимеров, в результате пьезоэффекта (возникновение электрических зарядов на поверхности диэлектрика и электрическая поляризация внутри его при воздействии механических нагрузок). Величина электрического заряда зависит от многих факторов: уровней Ферми в контактирующих материалах, скорости трения, диэлектрической проницаемости и электрического сопротивления материала. Электризуемость определяется скоростью спада заряда </Сэ.Снада/<#. Заряд на полимерном образце опадает по экспоненциальной зависимости:
о9 - ос ехр (— //т»), (5.113)
где Ос — постоянная; / — время; тэ — скорость спада заряда (полупериод утечки), равный
Тэ- 1е0е(5/Л) +СГ] [(Я/Л) (5/Л) р*], (5.114)
где 5 и Л — площадь и толщина образца с диэлектрической проницаемостью е; объемным ру и поверхностным ря сопротивлениями; Сг — герметическая емкость относительно земли.
Если проводимость определяется объемным сопротивлением,
ТО Т, = Єо*фУ и о* = 0оехр(—*/єоєру).
Значения ру=1012 Ом-см и р$=Ю12 Ом являются граничными, выше которых материал электризуется, а ниже — не электризуется.
В ряде случаев для предотвращения электризации полимеров применяют специальные вещества — антистатики, повышающие электрическую проводимость и облегчающие утечку зарядов с поверхности.
382
5.3.2. Свойства полимерных полупроводников и электропроводящих материалов
Полупроводниками называют полимеры, имеющие электрическую проводимость 10~*—10~3 См/м. К ним относятся полимеры с сопряженными двойными связями, полимерные комплексы с переносом заряда (КПЗ), некоторые биополимеры, а также диэлектрики, наполненные токопроводящими наполнителями. Полупроводники имеют признаки, характерные как для диэлектриков, так и для проводников электрического тока. Например, в переменных полях полупроводники характеризуются большими диэлектрическими потерями (так же, как и диэлектрики), а некоторые полупроводники имеют проводимость, характерную для проводников. Механизм электропроводимости полупроводников может быть зонным, туннельным и механизмом перескоков.
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 169 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed