Поляризация диэлектрика. Виды поляризации, механизмы поляризации.
Поляризацией называется такое состояние диэлектрика, когда суммарный электрический момент отличен от нуля. Появление поляризации является следствием воздействия различных факторов: электрического поля, температуры, механических напряжений и др.
Упругая поляризация не связана с тепловым движением молекул. Заряженные частицы под действием поля смещаются на очень малые расстояния в пределах поля упругих сил, связывающих эти частицы с другими. Поэтому поляризацией упругого ядерного смещения в промышленных материалах можно пренебречь.
а) упругого электронного смещения. Cвязана со смещением электронных оболочек атомов относительно ядер и имеет место во всех без исключения диэлектриках, за исключением абсолютного вакуума.
б) ионного упругого смещения. Вызвана упругим смешением ионов из равновесных положений под действием внешнего электрического поля. Хар-на для ионных кристаллов (мрамор, соль, слюда, кварц и др.). В таких материалах присутствует ещё и пол-я упругого электронного смещения.
в) дипольно-упругая. Заключается в повороте на малый угол диполей и имеет место в полярных твердых диэлектриках, где диполи прочно связаны связями с другими молекулами.
г) упругого ядерного смещения. Этот вид поляризации наблюдается в газах со сложными молекулами. Вклад этой поляризации в диэлектрическую проницаемость пренебрежимо мал.
Релаксационная поляризация:
|
|
|
а)Дипольно-релаксационная. Наблюдается во многих твердых и жидких диэлектриках с полярными группами: компаунды, бакелит, аминопласты и др. При такой поляризации происходит смещение полярных молекул или смещение радикалов, входящих в состав крупных молекул. Cопровождается необратимыми потерями энергии при нахождении диэлектриков в переменном электрическом поле.
б)Ионно-релаксационная. Связана с перебросом из одного равновесного положения в другое слабосвязанных ионов или полярных групп.
в) Электронно-релаксационная. При приложении электрического поля дефекты кристаллической решетки могут перебрасываться из одного положения в другое.
г)Резонансная. При совпадении собственной частоты колебания структурной единицы вещества с частотой внешнего поля наблюдается резонансная поляризация. В этом случае в узком интервале частот резко возрастает диэлектрическая проницаемость.
Материалы высокого удельного сопротивления.
используются для поглощения электрической энергии и преобразования ее в тепло. Будут предъявляться следующие требования: Выс. удельное сопротивление, Выс. механ. прочность, Технологичность – т.е. способность к сварке, пайке, выс. пластичность. Выс. коррозионная стойкость. Низк. стоимость. Низк. значение термо- ЭДС в паре с Cu. Малый температурный коэффициент сопротивления.
|
|
|
Для того, чтобы материал имел высокое ро, он должен представлять собой твердый р-р одного ме в др. Причем хотя бы один из компонентов сплава должен быть переходным металлом. Из теории сплавов, неограниченное растворение одного металла в другом возможно при близости размеров ионов и одинаковом типе кристаллических решеток.
Сплавы на основе Cu.
Константан. Тверд. р-р, 40%Ni, 1,5%Mn, остальное Cu, маркируется как НММц 58,5-1,5. Неизменное сопрот-е при изменении t. Практически при изменении температуры от –100 С до +100 С. его ро конст, т.е. температ. коэф-т сопрот-я (альфа ро) равен 0. Довольно выс. ро (0,5 мкОм*м), пластичен и прочен. При нагреве на пов-ти образуется окисная пленка с изоляционными св-вами. Оксидная изоляция позволяет плотно навивать константановую проволоку если напряжение между витками не превышает 1 В. Применение для изготовления прецизионных резисторов ограничено высоким значением термо- Э.Д.С. в паре с медью (40 мкВ/ градС). Последнее обстоятельство позволяет использовать сплав в термопарах для измерения температур до 500 С.
|
|
|
Никелин. МНМц30-1,5 (68,5% Cu; 30%Ni; 1,5% Mn). Из-за меньшего содержания никеля сплав более дешев, ро < константана (ро=0.35 мкОм*м). Кроме того, темпер. коэф-т удельного электросопр-я отличен от нуля. Используют для изготовления пусковых и регулировочных реостатов.
Нейзильбер. МНЦ15-20 (65%Cu, 15%Ni, 20%Zn). Замена никеля более дешевым цинком приводит к сущ-му уменьшению стоимости. Сплав обладает достаточно высоким ро=0.3 мкОм*м.
Манганин. МНМц-3-12 (80%Cu, 3%Ni, 12%Mn). Достаточно дешевый, отлич-ся выс. ро=0.45 мкОм*м и низкой термо-Э.Д.С в паре с медью. Недостатком низкая коррозионная стойкость и невысокая предельная рабочая температура <200 С.
Никель-хромовые сплавы.
Нихромы. Классич. Ni-Cr сплавом является сплав Х20Н80 (20%Cr, 80%Ni). При комнатной t в Ni растворяется 20% Cr. Хотя и сохр-ся ГЦК решетка Ni, она сильно искажается ионами Cr. + и Ni и Cr являются переходными металлами => выс. ро=1,1 мкОм*м. Пов-ть нихрома покрыта химически стойкими окислами, которые затрудняют пайку нихрома и защищают его от окисления при высоких температурах. Для повышения механической прочности в нихром вводят титан, молибден, кремний.
Железохромалюминиевые сплавы
0Х27Ю5 (23%Cr, 5%Al, остальное железо). выс. ро=1,1 мкОм*м. Дешёвый, стоек к окислению.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 406; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!