Электретами называют твердые диэлектрики, длительно сохраняющие поляризованное состояние и создающие в окружающем пространстве электростатическое поле в отсутствие внешнего энергетического воздействия. Это — формальные аналоги постоянных магнитов.
Термин «электрет» введен в 1892 г. английским физиком О. Хе- висайдом.
Электрическое поле электрета, в результате его специальной обработки, индуцируется зарядами, созданными электризацией или (и) остаточной поляризацией. Электретное состояние обусловлено как гомозарядами, так и гетерозарядами (рис. 7.14).
Гомозаряды формируются в результате электризации за счет ин- жекции заряженных частиц со стороны электродов, т. е. за счет зарядов, перешедших из поляризующего электрода и (или) воздушной прослойки. Это сторонние заряды (см. гл. 2.1.2). Гомозаряды внедряются в поверхностные слои диэлектрика и имеют тот же знак, что и полярность электрода.
Гетерозаряды образуются в результате поляризации за счет собственных связанных и свободных зарядов диэлектрика под действием как релаксационных видов поляризации, так и смещения носителей заряда в сторону электродов, захвата их ловушками и образования объемных приэлектродных зарядов. Гетерозаряды имеют противоположный знак полярности электрода.
Таким образом, в диэлектрике за счет захвата ловушками (дефектами структуры) носителей заряда, а также остаточной («заморожен-
а б в
Рис. 7.14. Схематическое изображение расположения зарядов в электрете: до поляризации (а);под поляризующими электродами (б);спустя некоторое время после поляризации (в):
1 — гомозаряды (Г — из электрода, 1" — из воздушной прослойки);
2 — гетерозаряды
|
ной») поляризации образуются поверхностные и объемные заряды. При этом гомозаряды локализованы преимущественно на поверхностных ловушках электрета, а гетерозаряды распределены по всему его объему. Разность гомо- и гетерозарядов определяет результирующий поверхностный заряд электрета.
Важной характеристикой электретов является поверхностная плотность заряда а. Объясняется это тем, что основной эффект электретов заключается в создаваемом ими внешнего поля, напряженность которого пропорциональна а. Значение а заметно изменяется в первые часы и даже сутки после изготовления электрета, что обусловлено освобождением зарядов с мелких ловушек и частичной дезориентацией диполей (см. рис. 7.14, в). При этом изменяется не только величина а, но может измениться и его знак (рис. 7.15). Поэтому на практике используют не начальное значение о, а установившееся, которое называют поверхностной плотностью стабилизированного заряда а. Эта характеристика у различных диэлектриков составляет величину от Ю-6 до 10~4 Кл/м2 (табл. 7.8).
Таблица 7.8
Электретные материалы
|
5 2
+ Q 10, MKKji/M
5 2
-Q10, м к Кл/м
Рис. 7.15. Зависимость заряда электрета от времени:
|
Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 130 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Колесов | | | Сторона электрета, обращенная к минусу поляризующего напряжения; 2 — то же, к плюсу |