Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия), страница 142

разряды, при к-рых носители аарядов (ноны и электроны) инжектируются в диэлеитрик и Рме. (. Схема ааятчення зяектрета в реэтьььтзте анжентараеання аарядов (ь), орнентанки акиаяей (3) и смешения ионов (л). аахватываются знергетич. ловушками — центрами захвата, расположенными на поверхности диэлектрика и в приэлектродных областях (обычно на глубине до 1 мки). При этом на поверхности диэлектрика обраауются заряды, знак к-рых совпадает со знаком потенциалов на прилегающих электродах (г о м о э а р я д ы). Плотность поверхностного заряда на образце Э. от равна раьности плотностеи гомоэарядов о„ и гетерозарядов Р ( ае — — о„ вЂ” Р.

Источником носителей зарядов, постуиаюьцих в диэлектрик, может служить холодная эииссия электронов и разряды в зааоре, з результате которых могут образозызаться как электроны, так и ионы. Э.из полимерных диэлектриков, поверхностные заряды к-рых обусловлены поляризацией, могут быть получены при проведении з электрич. поле зысушивання пленки полимера из раствора, отверждения нлн вулканизации полимера (х в м оэлектреты), а в отсутствии поля — механич. деформацией полимера (механоэлектреты). Э.

с инжектирозаннымн аарядами могут быть получены выдержкой диэлектриков в полях высокой напряжбнности (злектроэлектреты), обработкой их коронным разрядом (к ар о н о ел е к т р е т ы), воздействием пучком заряженных частиц, рачиоактиввого излучения, статич. алектричества (напр., при тренин), при отрыве от подложен днэлектрич. пленок, раарызе контаита металл — диэлектрик. Фотоэлектреты получаются прн освещении фотопроводящих диэлектриков в злектрич. поле.

При этом происходит оптич. перезарядка примесных центров. Под воздействиел) света электроны переходят из валентной аоны в вону и) оводимости и после смешения в электрическом поле захзатываютгя на свободных уровнях, а спешенные полем дырки локализуются на заполненных уроанях. Важнннние характеристики '()л поверхностная плотность зарядов о,„ потенниал поверхности )'з и время релаксации т, зарядов (т.

н. вреия жнани). Для плоской электретной пластинки )ьь = Еоз/еее, где Е— толщина образца, ее =- 8,85.10 'з Ф!ы — абсольотван дизлектрич. проницаемость вакуума, е — диэлектрич. проницаемость диэлектрика. Максимальная величина плотности гетерозарлда Ра, обусловленная дипольней ориентацией, связана с е соотношением: р„= е„[((уя) — (уз)] Е т еа (ест е,) Еа, где Еа — напряженность полярпзую)цего пол я, ь ( Тн) и е(ььь) — значения диэлектрич, проницаемости при темп-ре поляризации и комнатной темл-ре (т. е. темп-ре, до к-рой охлаждался образец в поле), ест и е~ — значение диэлектрич. пронйцаемости при ниаких частотах (ю О) и высоких частотах (в оэ) соответственно.

Максимально возможная поверхностная плотность заряда (). о, определяется электрич. прочностью среды, геометрич, размерами образца Э. и его диэлектрич. свойствами. В нормальных условиях хранения на воздухе о„, = 100еа [200 + (Зе/Л)У [', На пластинках толщиной Х =- = 1 — 2 мм люжно получить о, = =- 3 — 5.10 ' Кл(мх (термоэлектрет нз полиметилметакрилата), на пленках с Л = 10 мкм о, = 10 з — 10 ь Кл/мз (герма- и коронозлектреты из политетрафторэтилена, полизтилентере-' фталата, поликарбоната). Со временем наблюдается уменьшение поверхностных зарядов Э., обычно более оыстрое в первое времл после иаготозления Э,, а после периода стабилизации заряды Э. меня(отея незначительно в течение длительного времени.

Для лучших Э., применяемых в электроакуатичаакььл ььрвабраэавателях, вре- ЭЛЕКТРЕТЫ ЗТЭ мя т, составляет после стабилизации 3 — 5 лет и более. Повышение темп-ры, увеличение влажности окружающей среды, воздействие ионнчирующей радиации ускоряет спад аарядов Э. Поскольку гетероааряд часто спадает быстрее гомозаряда, в процессе хранения можетпроисходить инверсия знака поверхностной плотности зарядов пэ.

Нагреванием Э. по определенному закону, напр. с постоянной скоростью, и измерением токов разряда в процессе нагрева можно измерять токи термостимулированной деполяризации, по к-рым ыожно прогнозировать поведение Э. во време!гн, определять величину гетеро- и гомоваряда (интегрируя ток по времени). Этим же методоы можно изучать релаксацион.ные процессы в диэлектриках, количество и величину диполей для гетерозарлдов, глубину и количество центров захвата для гоыозарядов.

Э. обладают пьезоэлектрич. свойствами (см. Лыгоглеклгркчегтво). Величина продольного пьезомодуля Э. в направлении полнризации !)зг и поперечного пьеаомодуля сгз! аависит от величины остаточной полиризации Р, модуля упругости Е и коэффициента Пуассона т: оггг — 2тр7Е г!71 = (! — 9) Р)д.( ) Время сохранении пьезоэлектрич. свойств определяется временем сохранения остаточной поляризации. Ряд фторсодержащих полимеров имеет повышенну!о склонность к захвату инжектированных зарядов. Нек-рые из этих полимеров обладают, кроме того, полярными группами с высокими динольными моментами,, свободно (цри комнатной темп-ре) ориентирующимися в электрич.

поле, образованном инжсктированными зарядами. В Э. из этих полииеров (поливииилфторид и поливинилиденфторид) пьезомодули описываются теми же ф-лани ( ) с учетом того, что величина Р опроделяетсн величиной инжектированпого гомозаряда о„. Время сохранения пьезоэлектрич. свойств определяется временем сохраиення гомозарпда. Орионтационная вытяжка поливинилиденфторида вызывает перестройку крпсталлнч. структуры, в результате чего образуются микрокрнсталлнч. области, прсдставлиющие собой макродиполн болыпой величины. Такан структура обусловливает воа- растание пьезомодулей. В таблице припедены характеристики иск-рыи полимерных Э. Значения поверхностной влотнасти зарядов о, и пьееомодулл бп Дл Я некотовых електРетных материалов Толщппа образца ь бм, 10 Кгбы о„10 ' кл)ем* Материал 3 — 5 10* — 5 Карнаубской воск Тктакат кальция ..

Полктгтрефторотклев Поликарбонат.... Полнметклметакрплат... Пояпвипклиденвторкд ......... 20 — 50 50 — 75 0,007 0,12 20 мки !5 мкм 2 мм !5 мкм о,зз* 6-!7 150* * Покоеягел умгкыоеется со оре еяем. Рке. 2. Схемы електретных прпемкпкоз ээука: а — с металлпчеспой мембраной б — с мембраной кз полкмерпого олектрега г; г — електрет,' г — ыектрады; г — электрод !металл, папмленпый па плбпку!. Прк движении мембраны во апегоней цепи протекает ток г.

Пьезоалектричсские полимерные Э. начинают использовать для изготовления пьеяоглектричегких пргобрагоеотелей — приемников и излучателей инфразвуковых, звуковых н УЗ-вых сигналов, в УЗ-вой технике, ЭлектроакуСтике, акугтоглектрояикг, а также для изготовления гидрофонов. Некоторые из полимерных электретов обладают замотными пироэлектрнч.

свойстваыи и начинают находить применение и в атом своем качестве. Лож.г Г у б к к н А. Н., Электреты, М., !979; Лу шейк пк Г.'А., Полкмеряые электреты, М., 1976: Л у лг е й к пи Г. А, Джуманбаек Х.Д.,еПластпческпе массы», 1977, Га!0, с, 7 — 9; Нгоабпцгз1 М. П., Э. прпменяютсн как источниюг постоянного поляризующего электрич. напряжения в электроакустич. преобра зовател ях — электр оста тичггкох приемниках звука (рис. 2), телефонах, виброметрах злсктростатич, типа ит.

п. 380 эпыктроякрстмчыскмй прионрлэовятыль Г)ау зп.т., МсК гоне у У.К.,«У, Арр). Рву .», 1919, ч. 19, Кч 19, с. а992 — 91; Кер1ег К. П., Аобегяоо К. А., таи же, Ьа 9, с. 191З вЂ” 21. Г. А. Лртоейяик. ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ вЂ” устройство, преобразующее электрич. энергию в акустическую (энергию упругих колебаний среды) и обратно.

В зависимости от направления преобрааования различают Э. п.излучатели н приемники, Наиболес распространенные Э. п. линейны, т. е. удовлетворяют требованию ыеискаигеыной передачи сигнала, и обратимы, т. е. могут работать н ках излучатели, и как приеыники и подчиняются принципу взаимности, В болшпннстве Э. и. имеет место двойное преобразование анергии (рис. ()1 елекчромеханич., в ревультате к-рого часть подводимой к преобразователю олсктрич. энергии пероходит в энергию колебаыий нек-рой механической системы, и механоакустич., при котором за счет колебаний механической системы в среде соадается звуковое поле.

Существукп Э. п., не имеющие мехаиич. колебательыой системы и создающие колебания непосредственно в среде. К ним относятся, напр., злектроискровой излучатель, возбуждающий пнтенсивыые звуковые холебанип в ревультате электрич. равряда в жидкости, ивлучатель, действие к-рого основано на электрострикции жидкостей. Эти излучатели необратимы и применяются редко. К особому классу Э.