Оглавление:
Электропроводность твердых диэлектриков ионного строения
- Ионная структура твердая диэлектрическая проводимость В этих диэлектриках проводимость обусловлена направленным движением точечного дефекта(см. главу 1.6), а его концентрация увеличивается при нагреве за счет тепловых флуктуаций.
Точечные дефекты — это собственные свободные ионы диэлектрика (в том числе ионы, расположенные вблизи дефекта решетки), вакансии кристаллической решетки и примесные ионы. Смещение вакансии рассматривается как движение заряженных частиц. Дрейф собственных заряженных
частиц диэлектрика обуславливает его собственную проводимость, которая проявляется при высоких температурах. Людмила Фирмаль
Уже было замечено при относительно низких температурах, что дрейф примесных ионов в примеси определяет проводимость. Примеси являются не только источником свободных ионов, но и ослабляют ионную связь, тем самым облегчая выход ионов из узла решетки к внутренним частицам диэлектрика, причем чем выше температура, тем выше количество собственных ионов,
испускаемых из узла решетки, тем выше его подвижность и, следовательно, отношение проводимости (формулы (3.9) и 3.5). 3.4). В широком диапазоне температур установлена зависимость ионной структуры диэлектрика lgy от обратной абсолютной температуры (1/7).- 83.3 3.11. Зависимость удельной проводимости диэлектрика от обратной температуры ионной структуры-алунда
- Однако она представлена в виде двух прямых участков с разными углами наклона относительно оси абсцисс (рис. 3.11). Под точками разрыва находятся области низкой температуры или примесной проводимости. В этой области прямая линия lgy (l / 7) более пологая, и проводимость в этом случае во многом определяется характером и концентрацией примесей.
Выше точки разрыва существуют области высокой температуры или собственной проводимости, главным образом из-за дрейфа собственных свободных ионов и вакансий. Он не зависит от примесей и является физическим параметром диэлектрика. При повышении температуры оба типа проводимости увеличиваются в результате увеличения подвижности, а главное-концентрации заряженных частиц. Наибольшее удельное сопротивление (Р=1015-1017) качества имеют качественные диэлектрики
ионных структур с плотной решеточной упаковкой ионами (например, кварцевое стекло, корундовая керамика, слюда). Людмила Фирмаль
Особенно опасными являются примеси (например, ионы водорода и щелочных металлов), в которых ионы имеют меньший размер и являются одновалентными, чем ионы диэлектрика. Аморфные и кристаллические диэлектрики с рыхлой решеточной упаковкой (например, неорганическое стекло, электрокерамика, асбест) и более»рыхлой»структурой этих материалов, с плотной решеточной упаковкой, обеспечивают большую подвижность ионов. Кроме того, эти материалы имеют высокую концентрацию носителей заряда. Удельная проводимость твердых диэлектриков ионных структур также зависит от их химического состава.
Кристаллы, содержащие высокозаряженные ионы, имеют более высокое удельное сопротивление, чем кристаллы, содержащие одновалентные ионы. Например, сопротивление кристаллов a12o3, SiO2 или MgO значительно выше, чем у кристаллов NaCl. Когда ионы заменяются ионами меньшего радиуса, удельное сопротивление увеличивается на несколько порядков. Введение оксидов тяжелых металлов (RHO, VAO) в материалы (например, стекло) приводит к значительному повышению сопротивления.
Смотрите также:
