Ионные диэлектрики

Рис. 8. Температурная зависимость ТК е ионных диэлектриков

Величина поляризуемости с повышением температуры возрастает в результате ослабления упругих сил, действующих между ионами, обусловленного увеличением расстояния между ионами при тепловом расширении. Суммарный эффект ионной поляризации при увеличении температуры возрастает, и в большинстве случаев температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ионных диэлектриков оказывается положительным. [c.26]

При наложении поля, ионы диэлектрика получают добавочную скорость в направлении поля, т. е. приобретают добавочную энергию за счет поля ионы, движущиеся в обратном направлении, теряют часть энергии. Потенциальный барьер, таким образом, для одних ионов уменьшается, для других увеличивается. Избыточное число движущихся в направлении поля ионов, преодолевших потенциальный барьер, будет равно [c.49]

Ионная поляризация (Си Qк на схеме рис. 1-2) характерна для твердых тел с ионным строением и обусловливается смещением упруго связанных ионов. С повышением температуры она усиливается в результате ослабления упругих сил, действующих между ионами, из-за увеличения расстояния между ними при тепловом расширении, и в большинстве случаев температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ионных диэлектриков оказывается положительным. [c.22]

Обязательным условием для электрохимического старения керамики является участие в электропроводности хотя бы одного вида ионов диэлектрика. Если электропроводность чисто электронная, электрохимическое старение невозможно. [c.53]

Гетерополярные (ионные) диэлектрики 10 [c.566]

Величина поляризуемости иона при ионном смещении примерно того же порядка, как и электронная поляризуемость атома или иона. Естественно, что при одном и том же порядке плотности вещества у ионных диэлектриков диэлектрическая проницаемость е, вообще говоря, больше, чем у неполярных, так как в ионных диэлектриках, помимо механизма электронной поляризации, дополнительно действует и механизм ионного смещения, усиливающий общую поляризацию. Это легко видеть из сопоставления данных табл. 2-3 (для твердых веществ) и табл. 2-4. [c.108]

Адиабатическая теория взаимодействия электронов с оптическими фононами. Используя вариационный принцип, Пекар [123] развил более строгую теорию сильного взаимодействия электронов с изотропным ионным диэлектриком. Кристалл рассматривался как непрерывная среда, описываемая вектором поляризации Р г). Кинетическая энергия движения ионов не учитывалась (адиабатическое приближение). [c.249]

В обычных условиях газ между электродами является диэлектриком и не проводит электрический ток. Если быстрая заряженная частица проходит между электродами Л и /С, то газ в сосуде ионизируется, т. е. в нем создаются свободные электроны и положительные ионы. Под действием наложенного электрического поля свободные электроны и ионы придут в движение между электродами и в цепи возникнет ионизационный ток. Ток измеряется чувствительным гальванометром Г. [c.38]

К ионным кристаллам относятся большинство диэлектриков с высокими значениями удельного электрического сопротивления. Электропроводность ионных кристаллов при комнатной температуре более чем на двадцать порядков меньше электропроводности металлов. Электропроводность в ионных кристаллах осуществляется, в основном, ионами. [c.71]

В некоторых диэлектриках доминирующей является ионная проводимость, при которой ток переносится положительными (катионы) или отрицательными (анионы) ионами. При этом в постоянном электрическом поле осуществляется не только перенос заряда, но и перенос вещества. Анионы движутся к аноду, катионы — к катоду. Поскольку концентрация носителей заряда в объеме диэлектрика в этом случае постепенно уменьшается, значение ионного тока зависит от времени. [c.274]

Если к диэлектрику приложить электрическое поле, то появится некоторое количество ионов, преодолевающих барьеры преиму-щественно в направлении поля. Они и обусловливают ионную проводимость. Расчеты показывают, что в этом случае [c.274]

Часто при низких температурах ионная проводимость диэлектрика обусловлена примесями, а при высоких связана с перемещением основных ионов вещества. Зависимость а Т) в этом случае описывается выражением вида [c.275]

Под действием электрического поля частицы, составляющие диэлектрик (атомы, ионы, молекулы), превращаются в диполи. Это связано со смещением в направлении [c.276]

Для многих диэлектриков (ионные кристаллы, аморфные вещества) важно знать электронную поляризуемость ионов. Поляри- [c.279]

В диэлектриках с ионным типом химической связи под действием электрического поля происходит смещение положительных ионов относительно отрицательных. Возникающая таким образом [c.280]

В отличие от упругой тепловая поляризация устанавливается достаточно медленно. Приложение внешнего злектрического поля к диэлектрику, находящемуся в состоянии термодинамического равновесия, приводит к определенной перестройке системы (диэлектрика). В результате этого через некоторое время, называемое временем релаксации, устанавливается новое поляризованное равновесное состояние. Если электрическое поле выключить, то за счет тепловых колебаний и перемещений частиц восстанавливается хаотическая ориентация диполей или хаотическое распределение электронов и ионов в ловушках . Поляризованное состояние че- [c.283]

Наиболее простым видом поляризации, зависящей от теплового движения частиц, является поляризация, обусловленная движением отдельных ионов внутри диэлектрика. В связи с этим рассмотрим сначала основные закономерности ионной тепловой поляризации. [c.284]

Наложение внешнего однородного поля вдоль оси л изменяет зависимость U(x). Потенциальная энергия иона в этом поле должна изменяться с расстоянием линейно. Таким образом, кривая V (х) представляет собой результат наложения зависимости, изображенной на рис. 8.5, и наклонной прямой (рис. 8.6). Из рис. 8.6 следует, что вероятность перескока иона из положения / в положение 2 увеличивается, а вероятность обратных перескоков уменьшается. Это происходит потому, что за счет наложения поля потенциальный барьер в первом случае уменьшается на AL/, а во-втором — увеличивается на AU. Если заряд иона равен е, то AU= =еЕд/2. Естественно, что число перескоков в единичное время в направлении J- 2 теперь больше, чем в обратном направлении. В результате этого в диэлектрике устанавливается асимметричное распределение зарядов, т. е. создается некоторый дипольный момент. [c.285]

Общий вид зависимости e(v) показан на рис. 8.10. В области низких частот вклад в гнч вносят все виды поляризации, однако при V (10 -f-I05) Гц начинают выключаться различные виды объем-но-зарядной поляризации, связанной с движением и накоплением на границах раздела неоднородного диэлектрика заряженных частиц (электронов, ионов). В диапазоне радиочастот Ю —10 Гц [c.294]

Ионная поляризация — электрическая поляризация, обусловленная упругим смещением разноименно заряженных ионов относительно положения равновесия в диэлектрике. [c.104]

Электронная поляризация— упругое смещение электронных орбит относительно ядер в атомах, молекулах и ионах под действием внешнего электрического поля. Таким образом, электронная поляризация происходит во всех диэлектриках независимо от существования в них других видов поляризации. Это быстрая поляризация, совершающаяся за время порядка 10 —10- с, сравнимое с периодом световых колебаний. В неполярных диэлектриках существует только электронная поляризация и поэтому а = аэ (электронная поляризуемость). Неполярные молекулы имеют симметричное строение и поэтому центры тяжести эквивалентных положительного и отрицательного зарядов у них совпадают, так что в отсутствие внешнего поля неполярные молекулы не имеют собственного электрического момента (ц = 0). [c.544]

Ионная поляризация — упругое смещение противоположно заряженных ионов в узлах кристаллической решетки ионных кристаллов под действием внешнего поля. Это тоже быстрый вид поляризации, устанавливающийся за время порядка 10 —10 с. Поскольку в ионных кристаллах существует еще и электронная поляризация, а = аэ + ак (а — ионная поляризуемость) и такие диэлектрики отличаются большим значением е,, чем неполярные. [c.544]

Нелинейным диэлектрикам — сегнетоэлектрикам наряду с электронной и ионной свойственна спонтанная (самопроизвольная) поляризация, относящаяся к числу релаксационных видов. Спонтанная поляризация возникает в определенном температурном интервале, ограниченном сегнетоэлектрическими точками Кюри, под влиянием внутренних процессов самопроизвольно. При этом структура элементарной ячейки кристалла становится несимметричной, приобретая электрический момент. В пределах [c.544]

Газы в обычных условиях характеризуются высоким удельным сопротивлением и очень малыми диэлектрическими потерями. К достоинствам газов относятся также восстановление электроизоляционных свойств после пробоя и отсутствие старения (ухудшение свойств со временем). Недостатком их является невысокая (по сравнению с жидкими и твердыми диэлектриками) электрическая прочность при нормальном давлении. Для увеличения электрической прочности используют как повышение давления газов, так и глубокое их разрежение. Повысить электрическую прочность газовой изоляции можно также, применяя электроотрицательные газы. Молекулы этих газов, содержащие обычно атомы фтора, хлора и других галогенов, способны захватывать свободные электроны и становиться малоподвижными отрицательными ионами. Удаление подвижных электронов затрудняет развитие электрического разряда, вследствие чего электрическая прочность газа возрастает. [c.545]

Обязательным условием электрохимического старения керамики является участие в электропроводности ионов диэлектрика (с малым радиусом). Если электропроводность чисто электронная, электрохимическое старение невозможно. Старение керамики с электронной и ионной электронроводностью зависит также и от материала электродов (рис. 2-8). Серебро мигрирует в керамику и увеличивает ее проводимость. [c.41]

НОСИТЕЛИ ЗАРЯДА В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ (носители тока) — подвижные частицы или квааичастицы, участвующие в процессах электропроводности. Перенос заряда в твёрдых телах может осуществляться движением электронов и дырок из частично заполненных зон (см. Зонная теория), ионов (диэлектрики), а также заряженных дефектов кристаллич. решётки — вакансий, межузельных атомов или примесей. Знак основных Н. з. в т. т. можно определить, напр., по знаку постоянной Холла (см. Холла эффект). Тип основных Н. э. в т. г. может меняться в зависимости от внеш. условий (напр., темп-ры) и предыстории образца (напр., облучения). В случае сильного электрон-фононного взаимодействия в электропроводность могут вносить вклад полярон . [c.363]

Относительная диэлектрическая проницаемость вещества зависит от внешних факторов, таких, как частота приложенного электрического поля, температура, давление. Диэлектрическая проницаемость электронных и ионных диэлектриков обычно не зависит или слабо зависит от частоты приложенного поля. Это связано с тем, что характерные времена поляризации составляют 10- —Ю - с и при частотах, применяемых в современной электротехнике, за время иолупериода успевает установиться равновесие. У полярных диэлектриков, время ориентации молекул которых в электрическом поле больше на несколько порядков, чем время поляризации у неполярных диэлектриков, диэлектрическая проницаемость сначала не изменяется с увеличением частоты, а затем уменьшается. Диэлектрическая проницаемость электронных диэлектриков слабо уменьшается с повышением температуры, а ионных диэлектриков сложным образом зависит от температуры, наиболее часто слабо возрастая с увеличением температуры. У полярных диэлектриков диэлектрическая проницаемость проходит обычно через максимум диэлектрическая иро-ницаемость сначала увеличивается вследствие уменьшения вязкости ДИ" [c.586]

Гензель и Мартин [950] с помощью формулы Максвелл-Гарнетта, записанной в ином виде, получили выражения для диэлектрической проницаемости = i + взвеси частиц ионных диэлектриков, гомополярных полупроводников, металлов и ионных полупроводников в среде с диэлектрической постоянной е . При зтом диэлектрическая проницаемость вещества частиц описывалась формулой (405) для ионных диэлектриков, моделью свободных электронов для металлов и гомополярных полупроводников, а также комбинацией этих двух приближений для ионных полупроводников. [c.301]

У большинства твердых ионных диэлектриков (кристаллы, стекла, керамические материалы, ситаллы и др.) е при росте температуры увеличивается (рис. 15.6, г), что связано с ростом ионной поляризуемости. Исключением являются вещества с высокой г — рутил Т10.2, перовскит СаТ10з и др., у которых ТКе <0. [c.118]

Обязательным условием для электрохимического старения керамики является участие в электропроводности хотя бы одного сорта ионов диэлектрика. Если электропроводность чисто электронная, электрохимическое старение невозможно. В некоторых видах керамики, например рутиловой, перовскитовой и др., ионная электропроводность в сравнении с электронной ничтожно мала и тем не менее она достаточна, чтобы, спустя некоторое время, при повышенной температуре и серебряных электродах происходило старение материала. [c.66]

Таким образом, каждая пара ионов образует упругий диполь. Наряду с процессом поляризации ионного смещения в ионных кристаллах протекает электронная поляризация. Общая интенсивность процессов поляризации у ионных кристаллических диэлектриков (радиокерамические материалы, слюда) довольно большая, поэтому значения диэлектрической проницаемости у них относительно большие (е = 7 Ч- 12 и выше). Оба процесса поляризации мгновенные, поэтому диэлектрическая проницаемость ионных кристаллических диэлектриков не зависит от частоты приложенного напряжения. Ионные диэлектрики широко применяют в радиотехнике. [c.25]

Кения атомов. Ввиду экспоненциальной зависимости частоты пере-бросоз от глубины потенциальной ямы вероятность перебросов влево и вправо резко изменится. Атом, находящийся в более мелкой потенциальной яме /, будет иметь большую вероятность переброса (в направлении поля или в обратном направлении, в зависимости от знака носителя заряда), чем атом, находящийся в более глубокой яме 2. В результате этого будет наблюдаться дрейф (направленный -перенос) атомов (ионов) и через вещество будет протекать ток. Концентрация дефектов по Френкелю и по Шоттки зависит от температуры экспоненциально. Поэтому можно было бы ожидать, что в области низких температур проводимость ионных диэлектриков, таких как галогениды серебра или щелочно-галогенидные и щелочноземельно-галогенидные кристаллы, должна быть очень незначительной. Поскольку в этих кристаллах вплоть до очень высоких температур проводимость обусловлена в основном одним видом носителей (катионами), естественно ожидать, что для них должно выполняться соотношение вида [c.45]

С молекулярной точки зрения, II. д. заключается в смещении упруго связанных зарядов, образующих молекулу, атом или ион диэлектрика, в элоктрич. поле (упругая П. д.) и и появлении упорядоченности в хаотическом тепловом движении слабо связанных днпольных молекул и ионов под действием элект])нч. поля [релаксационная (тен.повая) П. д.] нослодияя возникает за счет зарядов, имеющих иеск. положений равновесия, каждое из к-рых они могут занимать с нок-рой вполне определетгой вероятностью [31. [c.142]

Следовательно, измерения диэлектрической постоянной в ква-зистационарном и оптическом диапазонах позволяют определить относительную интенсивность ионной и электронной поляризации. Так как обе поляризации Р,- и Ре определяются только структурой атома и числовой плотностью частиц (на которые температура обычно не влияет), то ионные диэлектрики [c.29]

При начальной концентрации ионов riei = 10 м и температуре 3000° К в присутствии частиц диэлектрика, заряженных первоначально, как в примере на стр. 449, 2000 дырок каждая, Пд, согласно уравнению (10.92), уменьшается до м . Если частицы первоначально нейтральны, то вследствие термоэлектронной эмиссии концентрация свободных электронов стремится увеличиться. Частицы, первоначально имеющие отрицательный заряд, способствуют повышению концентрации свободных электронов (фиг. 10.10). Время достижения нового уровня концентрации в этом примере зависит от распределения твердых частиц. Для электростатической дисперсии на длине от 1 ai до 1 л требуется 10 сек [728]. [c.463]

В твердых диэлектриках ионный ток переносится слабосвязанными ионами. Предположим, что концентрация таких ионов равна Ло- Перемещение иона из одного положения равновесия в другое может произойти только тогда, когда будут преодолены силы, связывающие его с соседними частицами. Другими словами, ион должен преодолеть энергетический барьер Ео. В(фоятность такого перехода при тепловом хаотическом движении пропорциональна фактору Больцмана ехр [—Ео/ к-в,Т). [c.274]

Во многих диэлектоиках имеются слабосвязанные ионы. Это могут быть ионы, находящиеся в междоузлиях, или ионы, локализованные вблизи структурных дефектов. За счет тепловых флуктуаций ионы могут переходить из одних положений равновесия в другие, преодолевая потенциальные барьеры. При отсутствии внешнего электрического поля такие перемещения являются случайными и диэлектрик остается неполяризованным. Под действием поля изменяется потенциальный рельеф и появляется некоторое преимущественное перемещение ионов в дефектных областях. Так возникает поляризация. В зависимости от особенностей структуры диэлектрика и типа дефектов время релаксации ионной тепловой поляризации при комнатной температуре колеблется от Ю до Ю- с. [c.284]

Найти зависимость Дя(/) из (8.46) не представляет труда, если считать, что поле, действующее на каждый ион, равно среднему макроскопическому полю в диэлектрике, и, следовательно, при установлении поляризации оно не меняется. На самом деле это не так, но для упрощения будем считать, что = onst и Af/= = onst. Оправданием такого предположения может служить то, что более громоздкие расчеты приводят к тем же основным результатам. [c.286]

Фотолюминесценция — люминесценция, возникающая при возбуждении светом видимого и ультрафиолетового диапазонов частот фотовоэбуждение). На практике фотовозбуждение используется для получения люминесценции жидких растворов, стекол, твердых диэлектриков и полупроводников. При этом роль центров люминесценции играют специально вводимые в основное вещество ионы или молекулы. Так, например, в твердые диэлектрики и стекла вводят в виде небольших примесей ионы неодима (Nd +) и других редкоземельных элементов. В жидкие растворители вводят, в частности, молекулы органических красителей. [c.184]

Самый простой метод расчета заключается в применении лореицовской теории диэлектриков [27]. Если все диполи в веществе одинаковы и расположены параллельно, то совместно они дают составляющую ноля в месте расположения данного иона, пропорциональную намагниченности коэффициент пропорциональности зависит от кристаллической структуры 15 случае кубической решетки имеем [c.431]

Предположение о том, что все диполи в среде равны и расположены параллельно, может быть оправдано в случае диэлектрика (поляризация атомов), однако в случае парамагнетика (ориентация ионов) оно неприменимо. Онзагер [28] показал, что среднее поле в месте расположения иона (при усреднении как по пространству, так и по времени) равно полю, вычисленному по формуле (7.12), однако оно не является полем, оказывающим на ион ориентирующее действие. Сам ион вызывает поляризацию окружающей его среды, а это приводит к появ [ению некоторотг составляющей поля в место расположения иона. Эта составляющая, названная Бёттхером [29] полем реакции , меняет свое направление вместе с диполем (если предполагать, что среда вокруг диполя является изотропной) поэтому она не приводит к ориентации иона (,х отя и приводит к появлению соответствующего члена в выражении для энергии). Задача состоит в том, чтобы вычислить поле в месте расположения одного из ионов в решетке в случае, когда сам ион отсутствует. Такое вычисление связано с большими трудностями. Онзагер для получения приближенного р( -шения заменил парамагнетик непрерывной средой, обладающей проницаемостью [1, со сферической полостью, объём которой равен объему отсутствующего иона. И этом случае из уравнений Максвелла можно получить соотношение [c.432]

Диэлектрики, в силу того, что свободных носителей заряда в них мало, состоят по сути из связанных заряженных частиц положительно заряженных ядер и обращающихся вокруг них электронов в атомах, молекулах и ионах, а также упруго связанных разноименных ионов, )асположенных в узлах решетки ионных кристаллов. Толяризация диэлектриков — упорядоченное смещение связанных зарядов под действием внешнего электрического поля (положительные заряды смещаются по направлению вектора напряженности поля , а отрицательные— против него). Смещение / невелико и прекращается, когда сила электрического поля, вызывающая движение зарядов относительно друг друга, уравновешивается силой взаимодействия между ними. В результате поляризации каждая молекула или иная частица диэлектрика становится электрическим диполем — системой двух связанных одинаковых по значению и противоположных по знаку зарядов q, Кл, расположенных на расстоянии I, м, друг от друга, причем q — это либо заряд иона в узле кристаллической решетки, либо эквивалентный заряд системы всех положительных или системы всех отрицательных зарядов поляризующейся частицы. Считают, что в результате процесса поляризации в частице индуцируется электрический момент p=ql, Кл-м. У линейных диэлектриков (их большинство) между индуцируемым моментом и напряженностью электрического поля , действующей на частицу, существует прямая пропорциональность р = аЕ. Коэффициент пропорциональности а, Ф-м , называют поляризуемостью данной частицы. Количественно интенсивность поляризации определяется поляризованно-стью Р диэлектрика, которая равна сумме индуцированных электрических моментов всех N поляризованных частиц, находящихся в единице объема вещества [c.543]

К замедленным видам относится ионно-релаксацион-пая поляризация, происходящая в неорганических стеклах и кристаллах с неплотной упаковкой ионов, и миграционная, свойственная твердым диэлектрикам при наличии макроскопических неоднородностей. [c.544]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...