Электреты
ЭЛЕКТРЕТЫ, диэлектрики, способные
длительное время находиться в наэлектризованном состоянии после снятия
внеш. воздействия, вызвавшего поляризацию, и образовывать вокруг себя электрич.
поле; электрич. аналоги постоянных магнитов.
В качестве Э. используют монокристаллические
(напр., галогениды щелочных металлов, корунд, сера) и поликристаллические
(титанаты щел.-зем. металлов, фарфор, керамика, стекла, ситаллы и др.)
диэлектрики, полимеры (гл. обр. гомо-и сополимеры тетрафторэтилена, поливинилиденфторид,
поликарбонаты, полиметилметакрилат, полиамиды), а также воски (пчелиный
и карнаубский) и прир. смолы.
В зависимости от способа поляризации Э.
разделяют на группы. Термоэлектреты поляризуются при нагр. диэлектриков
в электрич. поле до т-ры Тп, при к-рой полярные участки
могут ориентироваться достаточно быстро. При последующем охлаждении в электрич.
поле до нек-рой т-ры Тк подвижность полярных участков
"замораживается" и они длит. время находятся в ориентированном состоянии
с остаточной поляризацией Р0, величина к-рой прямо пропорциональна
диэлектрич. проницаемости
:
где
(Еп
- напряженность внеш. электрич. поля;
и
- диэлектрич.
проницаемость соотв. при т-рах Тп и ТК).
В полях высокой напряженности происходит
также инжекция носителей зарядов (электронов, дырок), к-рые образуют поверхностные
заряды со знаком, противоположным знаку поляризационного заряда. Эффективная
поверхностная плотность зарядов составляет где
-
инжектированный заряд.
Поляризацию проводят также приложением
электрич. поля высокой напряженности (электроэлектреты), в коронном разряде
(короноэлектреты), облучением пучком заряженных частиц (радиационные электреты),
совместным воздействием электрич. поля и электромагн. излучения, напр.
света (фотоэлектреты). В отсутствие внеш. электрич. поля Э. получают при
мех. деформации полимеров (механоэлектреты), при трении (трибоэлектреты),
хим. сшивке и полимеризации (хемоэлектреты).
Деполяризация Э. при нагр. сопровождается
возникновением токов термостимулированной деполяризации (ТСД), измерение
к-рых позволяет с высокой чувствительностью определять т-ры и характеристики
релаксационных явлений диполей (см. Термодеполяризационный анализ).
Макс. величина
и ее неизменность во времени определяется не только хим. строением и электропроводностью
диэлектрика, но и св-вами окружающей среды, напр. пробивной прочностью
воздуха, наличием вблизи заряженной пов-сти противоэлектрода, на к-ром
индуцируется противоположный заряд.
Кроме обычных Э., обладающих противоположными
знаками зарядов с разных сторон (биполярные Э.), известны т. наз. моноэлектреты,
представляющие собой, напр., полимерные пленки (пластины) с зарядом одного
знака с обеих сторон. Для таких диэлектрич. пленок толщиной 10 мкм при
комнатной т-ре
=
5 х 10-4 Кл/м2; стабильность зарядов Э. во времени
достигает десятков лет.
Э. применяются в качестве источников постоянного
электрич. поля в электретных микрофонах и телефонах, виброметрах, датчиках
давления, фильтрах, дозиметрах, устройствах электрич. памяти; фотоэлектреты
используются в электрофотографии (см. Репрография).
Лит.: Электреты, под ред. Г. Сесслера, пер. с англ., М., 1983; Лущейкин Г. А., Полимерные электреты, 2 изд., М., 1984.
Г. А. Лущейкин.