План
Введение. Явление поляризации диэлектриков. Стр. 1
1.1 Основные виды поляризации диэлектриков и их
классификация по виду поляризации. 2
1.2 Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери в
диэлектриках и их температурно-частотная зависимость для
различных групп материалов ( газообразных, жидких твердых;
органических и неорганических). 4
Резиновые материалы. Состав, структура и свойства. 11
2.1 Классификация резин по назначению. 13
2.2 Диэлектрические ( кабельные) резины и их назначение. 14
3. Назначение и сущность химико-термической обработки сталей
на примере цементации. Термическая обработка после цементации
и свойства сталей. Технология цементации. 16
4. Полиморфные превращения в металлах. Кривая охлаждения
железа. 22
5. Литература.
1. Ведение. Явление поляризации диэлектриков.
Диэлектрик в рабочем состоянии всегда находится между токоведущими частями (металлическими проводниками), имеющими различные потенциалы (рис. 1.1).
Рис. 1.1 Твердый диэлектрик между электродами
Назначение диэлектрика- изоляция токоведущих частей. Таким образом, диэлектрик в рабочем режиме является средой, в которой действует электрическое поле, создаваемое токопроводящими частями.
Рассмотрим, как действует электрическое поле на диэлектрик. Будем считать диэлектрик идеальным, т.е. абсолютно непроводящим электрический ток. При таком допущении основным процессом , который возникает в диэлектрике при воздействии на него электрического поля, является поляризация диэлектрика. Что же собой представляет поляризация.
Поляризация- это ограниченное смещение связанных зарядов или ориентация дипольных молекул диэлектрика при воздействии на него электрического поля.
Поляризация не изменяет суммарного заряда в любом макроскопическом объеме внутри однородного диэлектрика. Однако она сопровождается появлением на его поверхности связанных электрических зарядов с некоторой поверхностной плотностью σ. Эти связанные заряды создают в диэлектрике дополнительное макроскопическое поле с напряженностью Е1, направленное против внешнего поля с напряженностью Е0. Результирующая напряженность поля Е внутри диэлектрика Е=Е0-Е1.
1.1 Основные виды поляризации диэлектриков и их
классификация по виду поляризации.
В зависимости от механизма поляризации, поляризацию диэлектриков можно подразделить на следующие виды:
- Электронная — смещение электронных оболочек атомов под действием внешнего электрического поля. Самая быстрая поляризация (до 10−15 с). Не связана с потерями.
- Ионная — смещение узлов кристаллической структуры под действием внешнего электрического поля, причем смещение на величину, меньшую, чем величина постоянной решетки. Время протекания 10−13 с, без потерь.
- Дипольная (Ориентационная) — протекает с потерями на преодоление сил связи и внутреннего трения. Связана с ориентацией диполей во внешнем электрическом поле.
- Электронно-релаксационная — ориентация дефектных электронов во внешнем электрическом поле.
- Ионно-релаксационная — смещение ионов, слабо закрепленных в узлах кристаллической структуры, либо находящихся в междуузлие.
- Структурная — ориентация примесей и неоднородных макроскопических включений в диэлектрике. Самый медленный тип.
- Самопроизвольная (спонтанная) — благодаря этому типу поляризации у диэлектриков, у которых он наблюдается, поляризация проявляет существенно нелинейные свойства даже при малых значениях внешнего поля, наблюдается явление гистерезиса. Такие диэлектрики (сегнетоэлектрики) отличаются очень высокими значениями диэлектрической проницаемости (от 900 до 7500 у некоторых видов конденсаторной керамики). Введение спонтанной поляризации, как правило, увеличивает тангенс угла потерь материала (до 10−2)
- Резонансная — ориентация частиц, собственные частоты которых совпадают с частотами внешнего электрического поля.
- Миграционная поляризация обусловлена наличием в материале слоев с различной проводимостью, образованию объемных зарядов, особенно при высоких градиентах напряжения, имеет большие потери и является поляризацией замедленного действия.
Поляризация диэлектриков (за исключением резонансной) максимальна в статических электрических полях. В переменных полях, в связи с наличием инерции электронов, ионов и электрических диполей, вектор электрической поляризации зависит от частоты.