Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
108
Последнее заключение подтверждается и X. Тэйлором [35]. Между тем, в работе Стевелса с сотрудниками [37] показано, что серебряные электроды приводят при таких исследованиях к боль-шим ошибкам и оптимальными из исследованных являются золотые напыленные электроды. М. Томозава и Ф. Доремус [36] счи*
а) е''/е„
ио\
0,5
[\ \ 0,075\
\ \ 0,05
/ t # \ ч 0,025
ч. О 5 ’
б)е'/е
3,0
г,о
1,0
Т \ V 1
-Л Л \ к
\ V.V а 5P°doo 5^2
Рис. 6. Частотная зависимость диэлектрических характеристик калиевосиликатного стекла: а —¦ разность общих потерь и потерь проводимости; б — диэлектрическая проницаемость при следующих температурах и электродах:
О — 147° С, амальгамный калиевый электрод; v — 145° С амаль-гамио-натриевыи электрод; X - 91» С, амальгамно-натриевый электрод, л 145 С, вожжениый серебряный электрод; О — 83° С
эГктппп 1СеРпб,?ЯГЬ;Й электрод; О - 24° С. вожжениый серебряный электрод, * - расчетные значения;------------------использованные
при расчете значения е-,
109
тают золотые электроды неудовлетворительными и полагают, что наиболее правильны результаты измерений, полученных с помощью прижимных электродов из нержавеющей стали.
На последнем варианте электродов следует остановиться несколько подробнее. Дело в том, что все другие использовавшиеся до сих пор при исследовании ионной релаксации стекол электроды обеспечивают надежный контакт между стеклом и электродом. Для стальных электродов всегда имеется опасность, что поверхности электродов и стекла не будут идеально прилегать друг к
другу и что, следовательно, между электродом и стеклом появится тонкая прослойка воздуха неравномерной толщины. Соответственно в цепи появляется еще одна емкость, помимо той, которая возникает в результате при-электродной поляризации стекла.
Ошибочность измерений, выполняемых с помощью стальных прижимных электродов была доказана по существу и самими авторами работы {36]. Они обнаружили при использовании стальных электродов резкую зависимость величины е" от толщины измеряемого образца. Так, при увеличении толщины образца в 3,5 раза максимальные значения е" натриевосиликатного стекла возросли в 4,6 раза. Хорошо известно, что коэффициент потерь является удельной характеристикой вещества (точно так же, как диэлектрическая проницаемость, удельное сопротивление постоянному и переменному напряжению и т. д.). При начале любой правильно поставленной в методическом отношении работы исследователи прежде всего должны убедиться в том, что получаемые ими характеристики объемных свойств материала не зависят от геометрических размеров образца. Например, при использовании серебряных электродов (в области температур и частот, где применение таких электродов вообще возможно) при измерениях г" в работах, выполненных при участии автора настоящей статьи [9, 11], такое постоянство неизменно соблюдалось.
Из приведенного выше перечня работ (который можно было бы значительно увеличить) следует, что, помимо амальгамных, в настоящее время нельзя рекомендовать ни одного типа электродов,
/ / / Г
/ / / / / / J f
if/ ¦i/s
о юо zoot°c
Рис. 7. Температурная зависимость проницаемости стекла Na20Si02 при измерениях с охранным кольцом с использованием электродов:
#; + — натриевых амальгамных; X — вож-женных серебряных (толщина образцов в мм: 1,9; 4,8; 2,0 соответственно)
но
которые гарантировали бы успешное измерение диэлектрических характеристик стекла во всем температурно-частотном интервале проявления ионной релаксации. При этом низкотемпературная и высокочастотная части соответствующих зависимостей (рис. 6 и 7) измеряются надежно с использованием самых разнообразных электродов. Что касается высокотемпературной и низкочастотной частей указанного интервала, то применительно к ним общего рецепта в настоящее время нет. Скорее всего возможность применения той или иной методики в каждом конкретном случае определяют так же факторы, на которые исследователи до сих пор не обращали внимания: чистота используемого для электродов металла, степень симметричности подаваемого на образец при измерениях синусоидального напряжения и т. д.
Наиболее убедительным доказательством отсутствия существенного влияния приэлектродных явлений на результаты измерений (при надежном контакте электродов с поверхностью образца) может служить S-образность кривой температурной или частотной зависимости диэлектрической проницаемости (рис. 6 и 7).
В последние годы появились работы, в которых систематическое исследование тепловой ионной релаксации выполнялось на основе изучения кривых спадания тока (как правило, после замыкания накоротко обкладок образца, который предварительно выдерживался под постоянным напряжением) [19, 30]. Эти исследования позволяют получать особенно надежные фактические данные, так как здесь маскирующее влияние сквозной проводимости по существу исключается (в отличие от измерений в переменном поле, при которых для определения потерь ионной релаксации приходится из суммарных потерь вычитать потери проводимости, нередко значительно превышающие по величине потери ионной релаксации). Возможно, что роль материала электродов в этих исследованиях может оказаться существенной. Экспериментальное и теоретическое изучение этой роли — одна из ближайших задач подобного рода исследований.
