Electreţi

Un electret este un dielectric care păstrează o stare polarizată pentru o lungă perioadă de timp după îndepărtarea unei influențe externe, care a dus la polarizarea (sau încărcarea) acestui dielectric și creează un câmp electric cvasi-constant în spațiul înconjurător . Electreții au fost descoperiți în 1919 de către fizicianul japonez Yoguchi [1] . Un număr mare de materiale utilizate, metode de influență externă, metode tehnologice pentru crearea unei stări polarizate în dielectrici determină varietatea de manifestări ale efectului electret în ele.

Ideile moderne despre efectul electret se bazează pe două tipuri de sarcini în dielectrice - hetero și homoîncărcare.

Heteroîncărcarea se datorează polarizării electrice în volumul dielectricilor datorită orientării dipolilor , polarizării ionice (sau electronice), precum și deplasării sarcinii spațiale . În acest caz, sarcina negativă a electretului este concentrată la anod , pozitivă la catod , iar câmpul electric rezultat este opus în direcție câmpului de polarizare.

Omoîncărcarea se datorează injectării purtătorilor de sarcină de la electrozi în dielectric și localizării acestora în centrele de captare sau recombinare a electronilor și a găurilor (pe capcane de energie) de natură variată. În acest caz, o sarcină negativă legată este situată la catod, iar o sarcină pozitivă legată este situată la anod, iar câmpul rezultat are aceeași direcție ca și cel de polarizare. Capcanele de mai sus sunt nivelurile de energie de captare a purtătorilor de sarcină injectați în banda interzisă a unui dielectric sau semiconductor .

Există mai multe moduri de a face electreți. Cele mai multe dintre ele se bazează pe faptul că dielectricul este plasat într-un câmp electric și supus unei acțiuni fizice suplimentare, care reduce timpul de relaxare a dipolului sau accelerează migrarea particulelor încărcate. În funcție de tipul de impact fizic, există termice ( încălzirea unei substanțe), electro ( câmp electric ), foto ( lumină ), magneto ( câmp magnetic ), radio ( radiații ionizante ) și alți electreți. Starea electret poate apărea și fără aplicarea unui câmp electric extern la dielectric, de exemplu, din deformarea mecanică (mecano-electreți), când dielectricul este încărcat în câmpul unei descărcări corona (electreți corona), când polimerii sunt încălzit în contact cu electrozi din metale diferite (electreți metal-polimer), în timpul frecării de electrificare (triboelectreți), sub influența plasmei cu descărcare luminoasă . Efectul electret este inerent feroelectricilor (feroelectricilor), țesuturilor unui organism viu (bioelectricilor). La fixarea dipolilor și ionilor deplasați orientați într-un câmp electric prin mijloace chimice, de exemplu, prin vulcanizare , se obțin chimioelectrice.

Cea mai importantă caracteristică a electreților, determinată experimental, este densitatea efectivă de sarcină de suprafață ( , C / m 2 ), egală cu diferența dintre homo și heteroîncărcări. Un alt parametru care caracterizează proprietățile electreților este timpul de relaxare a sarcinii (timpul pentru ca sarcina să scadă cu un factor de e ). Durata de viață a unui electret este perioada de timp în care materialul își păstrează caracteristicile electretului. Pentru diferiți polimeri este de 3 - 10 ani. $\sigma _{\text{ef ))$ $T_{p}$ $T_{\text{w)}$ $T_{\text{w)}$

Aplicație

Există mai multe aplicații tradiționale pentru electreți. Sunt folosite ca elemente:

convertoare de semnale mecanice, termice, acustice (vezi microfonul electret ), optice, radiații și alte semnale în electrice (în impulsuri de curent),
dispozitive de stocare ,
motoare electrice ,
generatoare;
filtre si membrane;
structuri anticorozive ;
noduri de frecare;
sisteme de etanșare;
aplicatoare medicale, implanturi antitrombogenice , stimulatoare de osteoreparatie electret implantabile - electreti ortopedici .

Note

↑ G. Sessler. Electreți . - Moscova: „Mir”, 1983. - S. 5 .

Literatură

Gubkin A. N. Electrets. M.: Nauka, 1978. 192 p.
Electrets / Ed. Sessler G. — M.: Mir. - 1983. - 487 p.
Lushcheikin G. A. Electreți polimeri. — M.: Chimie. - 1984. - 184 p.
Pinchuk L. S., Goldade V. A. Materiale electret în inginerie mecanică. - Gomel: Infotribo. - 1998. - 288 p.
Gorokhovatsky Yu. A. Efectul Electret și aplicarea acestuia. // Jurnal educațional Soros . - 1997. - Nr. 8. - S. 92-98.
Rychkov A. A., Boytsov V. G. Efectul electret în structuri polimer-metal: monografie. - Sankt Petersburg: Editura Universității Pedagogice de Stat Ruse im. A. I. Herzen. - 2000. - 250 p.
Electreți Galikhanov MF Corona pe bază de materiale compozite din polietilenă . // Toate materialele. Carte de referință enciclopedică. 2008. Nr. 5 (p. 20-29) - 6 (p. 40-45).