Электропроводность диэлектриков ионная

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]

Электропроводность диэлектриков в отличие от полупроводников чаще всего носит не электронный, а ионный характер. Это связано с тем, что ширина запрещенной зоны в диэлектриках АЯ >кГ и лишь ничтожное количество [c.98]

Электропроводность твердых диэлектриков. В используемых в технике твердых диэлектриках — бумагах, картонах, лаках, эмалях. компаундах, пленках, полимерах, керамиках и стеклах, слюдах и многих других — характерной является ионная электропро- водность. При нагреве или освещении, действии радиации, света, сильного электрического поля сначала ионизируются содержащиеся в таких диэлектриках дефекты и примеси. Образовавшиеся таким образом ионы определяют низкотемпературную примесную область электропроводности твердого диэлектрика. Как и в жидком диэлектрике, ионы занимают места временного закрепления и относительно слабо связаны с окружающими частицами. В результате тепловых колебаний они преодолевают потенциаль ный барьер W, который составляет обычно 0,5—1,0 эВ, и скачком перемещаются в другое положение. В электрическом поле такие перемещения ионов становятся направленными и они перемещаются по полю. [c.143]

Два важнейших свойства диэлектриков — способность к поляризации и весьма малая электропроводность — являются в значительной мере взаимообусловленными. Электроны или дырки, освобождающиеся в диэлектриках из-за разных активационных процессов, часто переходят в состояние с малой подвижностью, так как они поляризуют своим полем некоторую область окружающего их диэлектрика и под действием электрического поля вынуждены перемещаться вместе с этой областью (полярой). Вследствие этого даже та небольшая часть свободных электронов, которая возникает в диэлектрике за счет термической активации примесеи, не может привести к заметному переносу электронного заряда именно по той причине, что в диэлектрике ионная поляризация стесняет перемещение носителей заряда [9]. [c.42]

Электропроводность диэлектриков объясняется наличием в них свободных (т. е. не связанных с определенными молекулами и передвигающихся под действием электрического поля) ионов, образующихся вследствие диссоциации полярных примесей. Ионная электропроводность — наиболее характер ная для большинства диэлектриков — возникает благодаря присутствию в электроизоляционных материалах практически неизбежных загрязнений — воды, солей, кислот, щелочей. Даже весьма малые, с трудом обнаруживаемые химическим анализом примеси способны заметно влиять на проводимость диэлектрика поэтому при изготовлении диэлектрических материалов следует большое внимание уделять очистке их от примесей. [c.9]

Ионная электропроводность обусловливается движением ионов. Ее наблюдают у электролитов — растворов и расплавов солей, кислот, щелочей и подобных соединений, а также у многих диэлектриков. Ионы создаются электролитической диссоциацией, т. е. расщеплением молекул веществ на две части катионы (+) и анионы (—). При движении ионов в электрическом поле имеет место электролиз, т. е. видимый перенос вещества и образование вблизи электродов новых химических веществ. Количество перенесенных с током веществ пропорционально количеству прошедшего через вещество электрического тока, в соответствии с известными законами Фарадея. Общая проводимость вещества равна сумме анионной и катионной электропроводности. [c.78]

Особенностью электропроводности диэлектриков в большинстве случаев является ее неэлектронный (ионный) характер. [c.54]

В твердых диэлектриках ионного строения электропроводность обусловлена главным образом перемещением ионов, вырываемых из решетки под влиянием флуктуаций теплового движения. При низких температурах передвигаются слабо закрепленные ионы, в частности ионы примесей. При высоких температурах движутся основные ионы кристаллической решетки. [c.59]

Особенностью электропроводности диэлектриков в большинстве случаев является ее неэлектронный (ионный) характер. В начальный период времени после включения напряжения сквозной ток сопровождается обратимыми токами поляриза- [c.42]

В твердых диэлектриках ионного строения электропроводность обусловлена главным образом перемещением ионов, вырываемых из решетки под влиянием теплового движения. [c.53]

Диэлектрические потери в изоляторе, характеризующиеся углом диэлектрических потерь, обусловлены неоднородностью фарфора (или подобного ему керамического изделия) как диэлектрика. Наибольшее влияние на возрастание диэлектрических потерь так же, как и на повышение электропроводности, имеют ионы щелочных металлов. Зерна кварца, глинозема и кристаллы муллита отличаются более высокими диэлектрическими свойствами. [c.564]

В работах [93, 94] уравнения, аналогичные (4-1), используются для решения задачи в случае, когда электропроводность является ионной, т. е. обусловлена перемещением самих дефектов с зарядами и <7з. Учитывая, что при электрическом старении неорганических диэлектриков происходит возрастание электронной составляющей электропроводности ( 4-1), необходимо несколько по-иному подходить к решению уравнений (4-1), чем это сделано в [93, 94]. [c.143]

Ионная электропроводность наблюдается и в аморфных твердых диэлектриках как неорганических, так и органических. В неорганических технических стеклах ионная электропроводность обычно связана с наличием в них окислов натрия и калия, что обусловливает появление свободных ионов натрия и калия,об-ладающих вследствие сравнительно малых размеров большой подвижностью. В керамических материалах, состоящих из кристаллической и стекловидной аморфной фазы, ионная электропроводность в первую очередь определяется стекловидной фазой, содержащей обычно достаточно легкоподвижные ионы. В этих случаях, как в каменной соли, при повышенных температурах наблюдаются все закономерности ионной электропроводности перенос ионов на электроды, образование дендритов, а также соблюдается общеизвестный закон Фарадея, гласящий, что количество вещества, выделяющегося при электролизе за единицу времени, прямо пропорционально химическому эквиваленту вещества и количеству прошедшего электричества. [c.54]

Заполнение энергетических зон вследствие перераспределения электронов делает ионные кристаллы полупроводниками и диэлектриками. Электропроводность в ионных кристаллах осуществляется в основном ионами. Большинство ионных кристаллов прозрачны в видимой области электромагнитного спектра. [c.32]

Существенное влияние на электропроводность диэлектриков оказывает влажность. Присутствие даже малого количества воды способно значительно уменьшить электросопротивление изолятора. Дело в том, что растворимые в воде примеси диссоциируют на ионы. Увлажнение также способствует диссоциации основного вещества диэлектрика. Особенно сильно влага воздействует на волокнистые материалы, когда могут образовываться сплошные водяные пленки вдоль волокон, пронизывающие изоляцию. Поэтому гигроскопичные материалы подвергают сушке и пропитывают или покрывают лаками или компаундами. [c.252]

В большинстве диэлектриков электропроводность в основном бывает не электронная, а ионная вызванная движением в электрическом поле свободных ионов, появляющихся вследствие диссоциации находящихся в диэлектрике примесей и части молекул самого диэлектрика. [c.8]

При прохождении постоянного тока через загрязненные жидкие диэлектрики наблюдается спад тока с течением времени, сопровождающийся явлением электрической очистки. Эта очистка объясняется тем, что ионы примесей и всевозможные другие загрязнения переносятся электрическим полем на электроды, где и нейтрализуются, оставаясь вблизи последних, Из зоны электродов эти продукты могут быть легко удалены. Однако таким путем трудно очищать большие массы жидкостей. Электропроводность жидкого диэлектрика, не имеющего никаких примесей и загрязнений, ионная. Она определяется переносом электрическим полем ионов, образовавшихся вследствие частичной диссоциации молекул самой жидкости. Степень диссоциации молекул жидкого диэлектрика мала и зависит от структуры неполярные молекулы менее подвержены диссоциации, чем полярные. Поэтому, как правило, меньшую электрическую [c.46]

Ионная электропроводность в твердых диэлектриках подчиняется таким же принципиальным закономерностям зависимости от температуры, как ионная электропроводность жидких диэлектриков, [c.50]

При низких температурах объемная проводимость твердых диэлектриков может целиком определяться примесями и дефектами структуры. При повышенных температурах. ток утечки может определяться переносом ионов основного вещества диэлектрика. Для облегчения понимания особенностей ионной электропроводности твердых диэлектриков рассмотрим явления, наблюдающиеся при прохождении постоянного тока через кристалл каменной соли, который взят как самый простой и наглядный пример. Ионный характер электропроводности в данном случае предопределяется соотношениями энергий активации ионов и электронов потенциал активации ионов натрия равен 0,85 В, ионов хлора 2,55 В, а электронов 6 Б (при комнатных температурах). Заметная электронная электропроводность в каменной соли может быть обусловлена наличием некоторых примесей и действием ионизирующих излучений, приводящих к отрыву электронов от ионов. В обычных условиях при комнатной температуре подвижность наиболее слабо закрепленных в решетке ионов натрия еще настолько мала, что срыва их электрическим полем из узлов решетки при нормальной ее структуре не происходит. Наблюдающаяся при этом очень малая проводимость носит примесный характер. [c.50]

Диэлектриками называют вещества, основным электрическим свойством которых является способность поляризоваться в электрическом поле. В газообразных, жидких и твердых диэлектриках электрические заряды прочно связаны с атомами, молекулами или ионами и в электрическом поле могут лишь смещаться. Происходит разделение центров положительного и отрицательного зарядов, т. е. поляризация. Используемые на практике диэлектрики содержат и свободные заряды, которые, перемещаясь в электрическом поле, обусловливают электропроводность, способность диэлектрика пропускать постоянный электрический ток. Однако количество таких свободных зарядов в диэлектрике невелико, а поэтому весьма мал и ток. Следовательно, для диэлектрика характерным является весьма большое сопротивление прохождению постоянного тока. [c.132]

Электропроводность газообразных диэлектриков. В слабых электрических полях удельная проводимость газов весьма мала. Например, удельное объемное сопротивление воздуха при нормальных условиях равно Ом-м. Ток в этих условиях возникает в результате перемещения свободных ионов и электронов, которые образуются под действием ионизирующих излучений земной коры, космических лучей, ультрафиолетового излучения солнца, нагрева. Такие факторы ионизации называют внешними факторами. Наряду с ионизацией в газе происходит рекомбинация, возникающая вследствие объединения положительных ионов и электронов, совершающих хаотическое непрерывное тепловое движение. В результате рекомбинаций образуются молекулы газа, не имеющие заряда. [c.139]

Электропроводность жидких диэлектриков. В неполярных жидких диэлектриках диссоциация молекул на ионы незначительна, поэтому число носителей заряда в единице объема невелико и проводимость мала. Источником ионов в неполярной жидкости могут быть примеси — влага, различные полярные жидкости, частицы твердых веществ, молекулы которых диссоциируют на ионы. В таких случаях проводимость жидкости называют примесной. Молекулы полярных жидкостей диссоциируют на ионы в большей степени, поэтому их проводимость большая. Если в полярной жидкости содержится даже небольшое количество полярной примеси, то ее молекулы практически все диссоциируют, возрастает и количество диссоциировавших молекул жидкости и проводимость сильно увеличивается. [c.140]

При большем нагреве или при более сильных других воздействиях ионизируются основные частицы, из которых построен твердый диэлектрик. Удельная проводимость изменяется с ростом тем--пературы с большей скоростью, так как число основных ионов намного больше числа ионов, образовавшихся при ионизации дефектов или примесей. Потенциальный барьер W и энергия активации процесса электропроводности для основных ионов больше, чем для ионов и примесей. Эта область электропроводности называется высокотемпературной собственной. [c.143]

Зависимость удельной проводимости твердого диэлектрика с ионной электропроводностью от температуры такая же, как и для жидкого диэлектрика. Потому (5.7) справедлива и для твердых диэлектриков. Если в твердом диэлектрике наблюдается примесная и собственная ионная электропроводность, то зависимость проводимости от температуры выражается формулой [c.143]

Старение неорганических диэлектриков протекает более интенсивно на постоянном напряжении. В процессе ионной электропроводности происходит перенос ионов, т. е. вещества, что приводит к необратимому изменению химического состава материала в объеме образца или изделия. Поэтому др диэлектрика может уменьшить- [c.181]

Такие ионы в тепловом движении могут перемещаться на расстояния, значительно превышающие упругие смещения. Но в отличие от электропроводности этот процесс носит локальный, а не сквозной характер. Локальные тепловые перемещения слабо связанных ионов при наличии электронного поля создают асимметрию распределения электрических зарядов в диэлектрике и, следовательно, создают электрический момент в единице объема. Диэлектрическая проницаемость зависит от частоты электрического поля и от температуры. После снятия поля ионно-релаксационная поляризация постепенно ослабевает. Поляризация этого типа имеет замедленный характер и при высоких частотах не происходит. [c.8]

Электронно-релаксационная поляризация обусловлена ограниченным перемещением возбужденных тепловой энергией электронов. Она характерна для диэлектриков с электронной электропроводностью, например двуокись титана с примесями ионов ниобия, кальция, бария. [c.8]

Накоплению объемных зарядов и разделению зарядов в проводящих включениях препятствует тепловое движение, стремящееся ослабить поляризацию, По этой причине объемную поляризацию и ее вариант — макро-структурную поляризацию гетерогенных диэлектриков следует отнести к поляризации релаксационного типа. Процесс нарастания этих видов поляризации описывается формулой (9-37) и носит апериодический характер. Скорость нарастания поляризации тем выше, чем выше электропроводность. При ионной проводимости включений постоянная времени макроструктурной поляризации составляет величину порядка 10 9—]0 с. [c.147]

В соответствии с типом носителей заряда электропроводность диэлектриков можно классифицировать на электронную, при ко-то рой ток переносят отрицательно заряженные электроны или положительно заряженные электронные вакансии (дырки) полярон-пую, когда эти электроны и вакансии сильно связаны с кристаллической решеткой ионную, при которой ток переносят положительно заряженные катионы или отрицательно заряженные анионы (или ионные вакансии), а также молионную, если носителями являются заряженные группы молекул или даже макроскопические частицы. В случае положительного заряда молионов явление про- [c.41]

Электропроводность диэлектриков в отличие от полупроводников чаще всего носит не электронный, а ионный характер. Это связано с тем, что ширина запрещенной зоны в диэлектриках AW kT и лишь ничтожное количество электронов может отрываться от своих атомов за счет теплового движения. Ионы же часто оказываются слабо связанными в узлах решетки, и энергия W, необходимая для их срыва, сравнима с кТ, Например, в кристалле Na l = 6 эВ, а энергия [c.123]

Электропроводность диэлектриков объясняется наличием в них свободных (т. е. не связанных с определенными молекулами и могущих передвигаться под воздействием электрического поля) заряженных частиц ионов, молионов (коллоидных частиц), иногда электронов. [c.16]

ИОННАЯ И МОЛИОННАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ [c.51]

Газы в слабых электрических полях и при не очень высоких температурах обладают весьма малой удельной проводимостью. При этих условиях весьма немногочисленные свободные носители заряда — электроны и ионы — образуются лишь под действием внешних ионизаторов невысокой интенсивности—космических лучей и естественного ионизирующего излучения. Поэтому при указанных условиях газы являются отличными диэлектриками с удельным сопротивлением порядка 10 Ом-м, практически не имеющим диэлектрических потерь (tg б порядка 10 ). Повышение электропроводности газов происходит при высоких температурах, начиная с 10 — Ю К, когда энергия теплового движения частиц газа велика и при столкновении они могут ионизовать друг друга (происходит термическая ионизация). Термоионизация воздуха нарастает, начиная с температуры 8000 К. При 20 ООО К воздух ионизуется практически полностью [c.545]

Жидкости легко загрязняются и трудно очищаются. Поэтому на практике применяют технически чистые жидкие диэлектрики, содержащие примеси как попадающие извне, так и образующиеся в результате процесса старения. Такие материалы характеризуются ионной и молионной электропроводностью. Ионная обусловлена диссоциацией молекул самой жидкости (собственная электропроводность) и примесей (примесная электропроводность). Для неполярных жидкостей характерна примесная электропроводность. Полярные же отличаются повышенной удельной проводимостью из-за наличия обоих видов ионной электропроводности, причем возрастание 8г приводит к росту проводимости, так что сильно полярные жидкости с г, более 20 (вода, спирты, кетоны [c.548]

С ростом температуры увеличивается электрическая проводимость диэлектрика. Электропроводность носит, как правило, ионный характер, а с ростом температуры увеличивается подвижность ионов. Количественная зависимость у от 7 приближенно выралсается формулой [c.152]

В диэлектриках свободными зарядами, которые перемещаются в электрическом поле и обусловливают электропроводность, могут быть ионы (положительные и отрицательные), молионы (в жидких диэлектриках), электроны и электронные вакансии (дырки), поля-роны. Такие свободные заряды образуются за счет нагрева диэлектрика, в результате которого происходит термическая диссоциация частиц, при воздействии на диэлектрик света или при его ионизирующем (радиационном) облучении. В сильных электрических полях возможна инжекция зарядов (электронов, дырок) в диэлектрик из металлических электродов заряды (ионы) могут инжектироваться в диэлектрик, если электродами служат вода или другая жидкость — электролиты, в которых имеются свободные положительные или отрицательные ионы наконец, в сильных электрических полях свободные заряды (ионы и электроны) образуются в дилектрике в результате ударной ионизации, когда свободные заряды, главным образом электроны, ускоряются в электрическом [c.137]

Процесс электропроводности, обусловленный перемещением ионов или молионов, связан с переносом вещества — ионов, молио-нов. Поэтому при постоянном напряжении стечением времени концентрация таких заряженных частиц в объеме диэлектрика уменьшается, изменяются протекающий ток и удельная проводимость диэлектрика. Это явление используют для электроочистки, где нежелательные примеси в диэлектрике, диссоциирующие на ионы, удаляются из диэлектрика в результате процесса электропроводности на постоянном напряжении. Явление молионной электропроводности в жидких диэлектриках используют для получения тонких диэлектрических слоев на поверхности металлических деталей. Такие слои образуются при осаждении коллоидных заряженных частиц диэлектрика на электродах, которыми служат изолируемые детали, помещенные в жидкий диэлектрик, содержащий коллоидные частицы осаждаемого диэлектрического материала. [c.138]

Изменение электропроводности при облучении. Электротехническое оборудование и диэлектрики, применяемые в нем, при эксплуатации на атомных электростанциях подвергаются воздействию проникающего излучения (радиации), В нормальных условиях эксплуатации действуют -у-излучения (у-кванты различной энергии) и нейтроны. В аварийном режиме действуют у-излучения и р-излу-чения (быстрые электроны, скорость которых сравнима со скоростью света). В других условиях эксплуатации возможно облучение заряженными частицами позитронами, протонами, различными ионами и др. Проникающие излучения, передавая свою энергию (полностью или частично) частицам, из которых построен диэлек- [c.145]

В отличие от металлов, в диэлектриках электропроводность может быть трех видов электронная, ионная, молионная. [c.17]

Ионная электропроеодность обусловливается движением ионов. и является основным видом электропроводности в диэлектриках. Ойа, наблюдается в растворах и расплавах солей, кислот, щелочей. Связана с электролитической диссоциацией и расщеплением молекул на катионы (+) и анионы (—). [c.17]

Электропроводность жидких диэлектриков подразделяется на с о б-с т в е н н у ю н п р и м е с н у ю. Собственная электропроводность жидкостей определяется сквозным перемещением ионов, получаемых в результате днссоциации молекул, и перемещением заряженных частиц примесей — молионов. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...