Электретные свойства полимеров

Методы определения поверхностной плотности зарядов и потенциала поверхности.

К важнейшим характеристикам электретов относятся поверхностная плотность зарядов и время ее релаксации (уменьшения в с раз). Поверхностную плотность зарядов определяют различными методами, из которых важнейшим и наиболее старым является индукционный статический метод, или метод подъемного электрода. Иногда этот метод называют по фамилии автора, его разработавшего, метод Эгучи (или Эгути); метод стандартизован (ГОСТ 25209-82). Сущность метода подъемного электрода заключается в измерении напряжения на образцовом конденсаторе, соединенном с подвижным электродом, на котором индуцируется заряд от заряженной поверхности электрета. Для испытаний используют образцы в виде плоских пластин, дисков, пленок толщиной 0,1-3 мм и диаметром (для дисков) 50 + 0.5 или 25 ± 0.5 мм.

Рис.1. Схема установки для определения σэф методом подъемного электрода (а) и кассета для пленочного электрета (б):

1 - нижний неподвижный электрод; 2-электрет; 3-верхний подвижный электрод,4 - изолятор; 5 - шток, 6 - штатив,7 - ручка,8 - выключатель,9 - образцовый конденсатор; 10-статический вольтметр.

Испытания проводят следующим образом. Образец помешают на нижний электрод электродного устройства рабочей стороной кверху (при поднятом верхнем электроде). Верхний электрод опускают на образец, замыкают на землю и отключают от нее после чего верхний электрод поднимают и отсчитывают показания на вольтметре. Поверхностную плотность зарядов образцов электретов σэф (Кл/М2) вычисляют по формуле:

σэф=VCоб/S

Где (V-

напряжение

на

вольтметре, В; Соб - сумма

емкости

конденсатора и

входной емкости вольтметра и емкости проводов, Ф; S-площадь электродов, м2.

Для большей точности измерений верхний электрод снабжают охранным кольцом.

Электретную разность потенциалов (потенциал на поверхности электрета) рассчитывают по формуле:

Vэф= (σэф/. ε0ε) L,

где ε0 - электрическая постоянная, равная 8,854-10-12 Ф/м; ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала электрета, L-толщина электрета, м; если σэф выражают в нКл/см2, a L в мм.

Недостаток метода подъемного электрода заключается в том, что при опускании верхнего электрода и его последующем отрыве от поверхности электрета происходят разряды между поверхностью электрета и электродом и (или) образование дополнительных зарядов вследствие разрыва контакта. Возможно также загрязнение поверхности электрета. Все эти явления искажают действительное значение σэф. Поэтому иногда электрод опускают не прямо на поверхность, а до определенного зазора между поверхностью и электродом. Для этого к краям электрода прикрепляют шарики или небольшие цилиндры из высококачественных изоляторов высотой до 1 мм.

Другой метод определения σэф - компенсационный. Сущность метода заключается в измерении напряжения, подаваемого на электроды для компенсации электрического поля, индуцируемого электретом в зазоре электрет - подвижный вибрирующий электрод. По ГОСТ 25209-82 этим методом рекомендуется измерять пленочные образцы диаметром 25 ± 0,5 и 10 ± 0,5 мм и толщиной 0,002-0,100 мм, а также диаметром 5 + 0,2 мм и толщиной 0,002 0,050 мм.

Рис.2. Схема установки для определения электретного потенциала компенсационным методом:

1-втулка-изолятор; 2 - основание; 3-неподвижный электрод; 4 - электрет; 5-кассета: 6-стопорный винт.7-штатив; 8-пружина; 9-селеноид; 10-вгулка; 11-генератор; 12-осинллографический индикатор нуля; 13-источник постоянного напряжения (регулируемый); 14 - вольтметр; 15 - переключатель.

Испытания проводят следующим образом. Образец электрета помещают между электродами так, чтобы сторона электрета с электропроводящим покрытием контактировала с неподвижным электродом. Вибрирующий электрод подводят на расстояние 0.2-1,0 мм к заряженной поверхности электрета. Изменяя величину и полярность компенсирующего напряжения, добываются нулевого показания на осциллографическом индикаторе. Компенсирующее напряжение - электретную разность потенциалов Vэ - записывают в целых единицах Вольт. Поверхностную плотность зарядов (Кл/м2) вычисляют по формуле:

Проблема соотношения инвариантного и вариативного компонентов школьного образования
Речь о том, какие цели школьного образования могут быть достигнуты на базе общего для всех учащихся содержания образования, а какие цели возможно реализовать на различном для разных учащихся содержании образования. Например, «научить учиться» можно на материале разных предметов, для этого не обязат ...

Характеристика системы допрофессионального педагогического образования
Допрофессиональная педагогическая подготовка реализует следующие цели: • помочь вхождению учащихся в педагогическую культуру; • сориентировать учащихся на человека как ценность; • сформировать положительную установку на педагогическую деятельность; • раскрыть возможности этой деятельно творческой с ...

Изучение школьников в целях профориентации
Изучение учащихся в целях профориентации (предварительная профдиагностика), как уже было сказано выше, составляет один из важнейших составных компонентов профориентации школьников. На этом этапе следует изучить характерные особенности личности: ценностные ориентации, интересы, потребности, склоннос ...