Polimer materiallar

 

---

Pоlimеr dielеktriklаr. 
Polimer dielektriklari. 
Oddiy sharoitlarda polimer dielektriklarining elektr o'tkazuvchanligi (o'rtacha 
kuchlanish,  ionlashtiruvchi  nurlanishning  yo'qligi)  asosan  iondir,  ammo  ko'p 
qutbsiz polimerlarda ionlarning kontsentratsiyasi past (10
-6
 – 10
-10
 

g / g polimer). 
Shuning  uchun  polimerlarning  elektr  o'tkazuvchanligi  birinchi  navbatda 
boshlang'ich  monomerlarning  tozaligi,  katalizator  qoldiqlari  va  namlik  bilan 
bog'liq.  Masalan,  namlikning  0,1%  dan  1%  gacha  ko'tarilishi  bilan  poliamidning 
v
 

 qiymati 1000 martaga ko'payadi. Plastifikatorni polimerlarga kiritish ionlarning 
harakatchanligini oshirish orqali ularning elektr o'tkazuvchanligini keskin oshiradi. 
Kam miqdordagi xorijiy ionlarni polar bo'lmagan polimerga kiritilishi uning elektr 
o'tkazuvchanligini  keskin  oshishiga  olib  keladi.  Masalan,  PS  ga  0,1%  mis  nitrat 
qo'shilishi 
v
 ning  100  ga  ko'payishiga  olib  keladi.  Qolgan  barcha  narsalar  teng 
bo'lib,  yuqori  haroratli  shisha  polimerlar  past  elektr  o'tkazuvchanligi  va  past 
dielektrik  konstantasiga  ega.  Polimer  dielektriklarining  ion  o'tkazuvchanligi 
ularning kristallanishi va yo'nalishi bilan kamayadi, bu past molekulyar og'irlikdagi 
aralashmalar ionlarining harakatchanligi pasayishi bilan bog'liq. 

  Plomba  moddalarining  polimerik  materiallarga  kiritilishi  ularning  elektr 
o'tkazuvchanligi  va  dielektrik  xususiyatlarini  o'zgartirishga  imkon  beradi. 
Dielektrik  plombali  kompozitsiyalarning  dielektrik  doimiyligi  aralash  tuzilish 
turiga bog'liq: yoki u shunday deb ataladi. zarralarning butun hajm bo'ylab bir tekis 
taqsimlanishi  bilan  matritsa  tuzilishi  yoki  -  zarrachalar  agregatlarining  paydo 
bo'lishi  mumkin  bo'lgan  statistik.  Sferik  zarralarning  matritsali  tuzilishi  past  low 
'bo'lgan  kompozitsiyalar  uchun  uning  qiymatlari  quyidagi  formula  bo'yicha 
hisoblanishi mumkin. 
 
Bu yerda  
’
М

, 
’
Н
 

и 
’
КМ
 

– - matritsa, plomba va kompozitsiyaning dielektrik 
doimiyligi.  Tarkibida  zarralarning  statistik  taqsimoti  bo'lgan  kompozitlar  uchun 

 
'ning tarkibga bog'liqligi yanada murakkabroq: 
bu  erda 
Agar  plomba  va  matritsaning
  А  =  0,25[(2-
3

)

м
’
 +(3

-1)

’
н
]. 
 

'qiymatlari  sezilarli  darajada  farq  qilsa,  bu  ko'rsatkichni 
logarifmlarning qo'shilishi bilan hisoblash mumkin: 
Tolali  va  qatlamli  plomba  moddalari  bo'lgan  dielektriklar  uchun  dielektrik 
doimiysi  anizotropga  aylanadi.  Agar  plomba  va  polimerning  tg  darajasi  etarlicha 
kichik  bo'lsa  <<

1),  unda  kompozitsiyaning  dielektrik  doimiyligi  tolalarning 
yo'nalishiga  parallel  ravishda  kompozitsiyaga  qo'shimcha  ravishda  o'zgaradi: 

lg
э
КМ
 

  lg

= 
'
Н
 

)  lg

+  (1  - 
’
М
.  va  yo'nalishga  perpendikulyar  yo'nalishda, o'zaro 

---

qo'shimchalar.  Umuman  olganda,  o'tkazuvchan  bo'lmagan  plomba  moddalarining 
kiritilishi  kompozitlarning  elektr o'tkazuvchanligini ozgina o'zgartiradi. Dielektrik 
doimiy  ravishda  ko'proq  o'zgaradi  va  tg  qiymatlari  asosan  matritsaning 
xususiyatlari bilan belgilanadi. 
Polimer  elektretlari  va  piezoelektriklar.  Polimer  elektretlari  bu  uzoq  vaqt 
davomida  elektrlashtirilgan holatda  bo'lishga qodir bo'lgan polimerik dielektriklar 
bo'lib,  ular  turli  xil  sensorlar,  elektrometrlar,  yuqori  voltli  generator  va 
radioaktivlik dozimetrlarida doimiy elektr maydon manbai sifatida ishlatiladi. Film 
elektretlari  mikrofonlar,  karnaylar  va  pikaplarda  ishlatiladi.  Favqulodda 
vaziyatlarda turli xil qurilmalarni quvvatlantirish uchun siz polimer elektrotexnika 
manbalaridan  yoki  elektr  energiyasining  akkumulyatorlaridan  foydalanishingiz 
mumkin. Elektret yuzasidagi zaryadlar turli yo'llar bilan yaratilishi mumkin: 
1) dielektrikni doimiy elektr maydonida isitish va sovutish (termoelektrlar); 
2) yorug'lik harakati (fotoelektrlar); 
3) magnit maydonning harakati (magnetoelektrlar); 
4) yuqori intensivlikdagi elektr maydonining harakati (elektroelektrlar); 
5) zaryadlangan zarralarning nurlari (radio elektretlari); 
6) gaz muhitida tojni bo'shatish (korona elektrlari); 
7) mexanik harakatlar (mexanik elektretlar) tufayli; 
8) ishqalanish (triboelektrlar); 
9)  elektr  maydonida  (kimyoviy  sirlar)  bog'lovchilarni  polimerizatsiya  va 
sertlash paytida. 
Vaqt  o'tishi  bilan  elektretlarda  sirt  zaryadi  kamayadi.  Buning  sababi 
dipollarning  termal  yo'nalishi  va  polimerning  elektr  o'tkazuvchanligi  tufayli 
kompensatsiya  olishdir.  Bo'shashish  vaqti  bilan  tavsiflanadigan,  ya'ni  zaryad 
zichligi e omilining e omiliga kamayishi bilan tavsiflanadigan elektretning ishlash 
muddati  normal  saqlash  sharoitida  0,5-5  yil.  Dipol  yo'nalishiga  qarab 
heteroxarjning  maksimal  kattaligi,  Po,  polimerning  dielektrik  doimiyligi  bilan 
bog'liq 
, bu erda Е
п
 - polarizatsiya maydonining intensivligi; 
S —
 

 elektretning maydoni; 
о

. 
ст

, 

- vakuumning dielektrik doimiyligi (8,85-10
-12
  va 
elektret statik sharoitda .

 

 

 = 0) va chastotada 

Ф/м 
Qalinligi  1-2  mm  bo'lgan  PMMA 

(termoelektr)  dan  yasalgan  polimer 
plitalarida  zaryad  zichligini  olish  mumkin 
э
 
=
 (3-5)  10
-5
 Кл/м
2

,  va  qalinligi  10 
mkm PTFE, PET, PC (termo- va korona elektretlari) dan tayyorlangan filmlarda. e 
= 103 - 104 C / m2 qiymatlarini olish mumkin. PTFE plyonkalaridagi sirt zo'riqishi 
200  V  boshlang'ich  qiymatidan  120  kun  ichida  20%  dan  oshmaydi.  Nam  saqlash 
sharoitida, ayniqsa PI va PET asosidagi elektronlar uchun polimer elektretlaridagi 
zaryadlarning yengilligi sezilarli darajada tezlashadi. 

---

Ba'zi  bir  polimer  elektretlari uchun  muhim  xususiyat xarakterlidir  -  mexanik 
ta'sir  ostida  yuk  ko'tarish  (piezoelektrik  effekt)  yoki  harorat  o'zgarganda 
(pyroelektrik  effekt)  sirt  zaryadining  kattaligi  va  belgisini  o'zgartirish  qobiliyati. 
Ushbu  effektlar  faqat  elektret  zaryadlangan  (qutblangan)  bo'lsa  kuzatiladi.  Eng 
katta  piezoeffektlar  yupqa  PVDF  va  PVX  plyonkalarda  olinadi.  PVDF  va  uning 
sopolimerlariga asoslangan plyonkali termoelektrlar piezoelektrik koeffitsient bilan 
tavsiflanadi  (10  -  20)  -  1012  C  /  N,  PVX  asosidagi  elektronlar  piezoelektrik 
koeffitsientga  ega,  deyarli  kattaroq  kattalikdagi  buyurtmaga  ega:  3-10  12  C  /  N. 
An'anaviy  piezokeramika  (qo'rg'oshinli  tsirkonat  titanat  yoki  bariy  titanat)  bilan 
taqqoslaganda  polimerik  piezoelektrik  materiallar  past  zichlik,  egiluvchanlik, 
ishlab chiqarish qulayligi va yuqori piyozga sezgirligi bilan ajralib turadi. Polimer 
matritsasini 
qattiq 
piezoelektriklar 
bilan 
to'ldirish 
orqali 
piezoelektrik 
xususiyatlarga ega polimer kompozitlarni olish mumkin.