특수한 특성을 가진 유전체 — 강유전체 및 전기

일반적인 의미의 유전체는 외부 정전기장의 작용으로 전기 모멘트를 얻는 물질입니다. 그러나 유전체 중에는 완전히 특이한 특성을 나타내는 것이 있습니다. 특수 특성을 가진 이러한 유전체에는 강유전체 및 유전체가 포함됩니다. 이것들은 더 논의될 것입니다.

강유전체

물질의 자발적 또는 자발적 분극화는 1920년에 Rochelle 염 결정에서 처음 발견되었고 나중에는 다른 결정에서 발견되었습니다. 그러나 이 특성을 나타내는 최초의 개방형 유전체인 Rochelle 소금을 기리기 위해 이러한 물질의 전체 그룹을 강유전체 또는 강유전체라고 부르기 시작했습니다. 1930-1934년에 Igor Vasilievich Kurchatov의 지도하에 레닌그라드 물리학과에서 유전체의 자발 분극화에 대한 자세한 연구가 수행되었습니다.

모든 강유전체는 처음에 강유전체 특성의 현저한 이방성을 나타내며 분극은 결정 축 중 하나만을 따라 관찰할 수 있음이 밝혀졌습니다.등방성 유전체는 모든 분자에 대해 동일한 분극을 갖지만 이방성 물질의 경우 분극 벡터는 다른 방향에서 다릅니다. 현재 수백 개의 강유전체가 발견되었습니다.

강유전체는 다음과 같은 특별한 특성으로 구별됩니다. 특정 온도 범위에서 유전 상수 e는 1000 ~ 10000 범위이며 인가된 정전기장의 세기에 따라 변하고 비선형적으로도 변합니다. 이것은 소위의 표현입니다. 유전체 히스테리시스, 강유전체의 분극 곡선, 즉 히스테리시스 곡선을 그릴 수도 있습니다.

강유전체의 히스테리시스 곡선은 자기장에서 강자석의 히스테리시스 루프와 유사합니다. 여기에는 포화점이 있지만 외부 전기장이 없는 경우에도 0과 같을 때 반대 방향의 보자력이 제거되어야 하는 것을 제거하기 위해 결정에서 약간의 잔류 분극이 관찰됨을 볼 수 있습니다. 샘플에 적용됩니다.

강유전체는 고유의 퀴리점, 즉 2차 상전이가 발생할 때 강유전체가 잔류 분극을 잃기 시작하는 온도를 특징으로 합니다. Rochelle 소금의 경우 퀴리점 온도는 +18 ~ +24ºC 범위입니다.

유전체에 강유전체 특성이 존재하는 이유는 물질 입자 간의 강한 상호 작용으로 인한 자발적 분극 때문입니다. 물질은 최소한의 위치 에너지를 위해 노력하는 반면 소위 구조적 결함의 존재로 인해 결정은 어쨌든 여러 영역으로 나뉩니다.

그 결과, 외부 전기장이 없을 때 결정의 전체 전기 운동량은 0이 되고, 외부 전기장이 가해지면 이러한 영역은 이를 따라 방향을 맞추는 경향이 있습니다. 강유전체는 가변 정전 용량이 있는 커패시터인 varicond와 같은 무선 엔지니어링 장치에 사용됩니다.

일렉트릿

유전체는 분극을 일으킨 외부 정전기장이 꺼진 후에도 오랫동안 분극 상태를 유지할 수 있는 유전체를 말합니다. 처음에 유전체 분자는 일정한 쌍극자 모멘트를 갖습니다.

그러나 그러한 유전체가 녹고 녹는 동안 강력한 영구 정전기장이 가해지면 녹은 물질 분자의 상당 부분이 적용된 장에 따라 배향됩니다. 이제 녹은 물질은 완전히 응고될 때까지 냉각되어야 합니다. , 그러나 정전기장은 물질이 굳을 때까지 작용하도록 허용됩니다. 녹은 물질이 완전히 냉각되면 필드를 끌 수 있습니다.

이 절차 후에 응고된 물질에서 분자의 회전은 어려울 것이며, 이는 분자가 방향을 유지한다는 것을 의미합니다. 이것은 전기 기술자가 만들어지는 방법으로 며칠에서 몇 년 동안 극성 상태를 유지할 수 있습니다. 일렉트릿(thermoelectret)은 1922년 일본의 물리학자 요구치(Yoguchi)에 의해 카나우바 왁스와 로진으로부터 비슷한 방식으로 처음 만들어졌습니다.

유전체의 잔류 분극은 하전 입자를 전극으로 이동시켜 결정의 준 쌍극자를 배향하거나, 예를 들어 분극 동안 전극 또는 전극 간 갭에서 유전체로 하전 입자를 주입하여 얻을 수 있습니다. 전하 캐리어는 예를 들어 전자 빔 조사에 의해 인공적으로 샘플에 도입될 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 일렉트릿의 분극화 정도는 이완 과정과 일렉트릿 내부 전계의 영향으로 전하 캐리어의 이동으로 인해 감소합니다.

원칙적으로 모든 유전체는 일렉트릿 상태로 변환될 수 있습니다. 가장 안정적인 일렉트릿은 수지 및 왁스, 다결정 또는 단결정 구조의 폴리머 및 무기 유전체, 유리, 체 등에서 얻습니다.

유전체를 안정적인 일렉트릿으로 만들려면 강한 정전기장에서 녹는점까지 가열한 다음 필드를 끄지 않고 냉각해야 합니다(이러한 일렉트릿을 열전극이라고 함).

강한 전기장에서 샘플을 비추어 광전자를 생성할 수 있습니다. 또는 방사성 효과를 조사하십시오 - 라디오 전기. 매우 강한 정전기장에 넣으면 전기 전기를 얻을 수 있습니다. 또는 자기장에서 — 자기 일렉트릿. 전기장에서 유기 용액의 응고는 극저온 일렉트릿입니다.

메탄올 일렉트릿은 중합체의 기계적 변형에 의해 얻어진다. 마찰을 통해 - 마찰 전기. 코로나 일렉트릿은 코로나 방전의 작용 영역에 있습니다. 일렉트릿에서 달성된 안정적인 표면 전하는 0.00000001 C/cm2 정도입니다.

다양한 기원의 일렉트릿은 진동 센서, 마이크, 신호 발생기, 전위계, 전압계 등에서 일정한 정전기장의 소스로 사용됩니다. 그들은 선량계, 기억 장치에서 민감한 요소로 완벽하게 사용됩니다. 가스 필터, 기압계 및 습도계의 초점 장치. 특히, 광전자는 전자 사진에 사용됩니다.