Elektrety

Elektret  je dielektrikum , které si po odstranění vnějšího vlivu, který vedl k polarizaci (resp. nabití) tohoto dielektrika, zachovává ještě dlouhou dobu polarizovaný stav a vytváří v okolním prostoru kvazikonstantní elektrické pole . Elektrety objevil v roce 1919 japonský fyzik Yoguchi [1] . Velké množství použitých materiálů, metody vnějšího vlivu, technologické metody pro vytvoření polarizovaného stavu v dielektrikách určují rozmanitost projevů elektretového jevu v nich.

Moderní představy o elektretovém jevu jsou založeny na dvou typech nábojů v dielektriku – hetero- a homonáboji.

Heteronáboj je důsledkem elektrické polarizace v objemu dielektrik v důsledku orientace dipólů , iontové (nebo elektronické) polarizace a také posunutí prostorového náboje . V tomto případě je záporný náboj elektretu koncentrován na anodě , kladný na katodě a výsledné elektrické pole je opačného směru než polarizační pole.

Homonáboj je způsoben vstřikováním nosičů náboje z elektrod do dielektrika a jejich lokalizací v centrech záchytu nebo rekombinace elektronů a děr (na energetických pastích) různé povahy. V tomto případě je vázaný záporný náboj umístěn na katodě a vázaný kladný náboj je umístěn na anodě a výsledné pole má stejný směr jako polarizační. Výše uvedené pasti jsou úrovně energie zachycení vstřikovaných nosičů náboje v bandgapu dielektrika nebo polovodiče .

Existuje několik způsobů, jak vyrobit elektrety. Většina z nich je založena na skutečnosti, že dielektrikum je umístěno v elektrickém poli a podrobeno dodatečnému fyzikálnímu působení, které zkracuje dobu relaxace dipólu nebo urychluje migraci nabitých částic. Podle druhu fyzikálního dopadu se rozlišují tepelné ( zahřívání látky), elektro ( elektrické pole ), foto ( světlo ), magneto ( magnetické pole ), rádiové ( ionizující záření ) a další elektrety. Elektretový stav může vzniknout i bez aplikace vnějšího elektrického pole na dielektrikum, např. mechanickou deformací (mechanoelektrety), kdy se dielektrikum nabíjí v poli koronového výboje (koronové elektrety), kdy jsou polymery zahřátý při kontaktu s elektrodami vyrobenými z odlišných kovů (kov-polymerové elektrety), při elektrifikačním tření (triboelektrety), vlivem plazmatu doutnavého výboje . Elektretový efekt je vlastní feroelektrikám (feroelektrikám), tkáním živého organismu (bioelektrikám). Při fixaci dipólů a vytěsněných iontů orientovaných v elektrickém poli chemickou cestou, například vulkanizací , se získá chemoelektrika.

Nejdůležitější charakteristikou elektretů, stanovenou experimentálně, je efektivní povrchová hustota náboje ( , C / m 2 ), rovna rozdílu mezi homo- a heteronáboji. Dalším parametrem, který charakterizuje vlastnosti elektretů, je doba relaxace náboje (doba poklesu náboje faktorem e ). Životnost elektretu je doba, po kterou si materiál zachovává své elektretové vlastnosti. U různých polymerů je to 3 - 10 let.

Aplikace

Existuje několik tradičních aplikací pro elektrety. Používají se jako prvky:

Poznámky

  1. ↑ G. Sessler. Elektrety . - Moskva: "Mir", 1983. - S.  5 .

Literatura