Радиационно-индуцированные поляризационные эффекты в политетрафторэтилене

• Автор: Жутаева, Юлия Радиомировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Радиационно-индуцированные поляризационные эффекты в политетрафторэтилене (обзор литературы)
1.1. Общие сведения о радиационно-индуцированной электрической поляризации полимерных диэлектриков
1.2. Поляризационные эффекты в ПТФЭ в процессе воздействия ионизирующего излучения
1.3. Поляризационные эффекты в ПТФЭ после облучения
Глава II. Экспериментально-методические подходы к исследованию эффектов объемной электрической поляризации в политетрафторэтилене
2.1 Методика эксперимента
2.1.1. Измерение диэлектрических характеристик
2.1.2. Измерение токов поляризации и деполяризации
в постоянном электрическом поле
2.1.3. Методика облучения образцов
2.1.4. Исследование надмолекулярной структуры ПТФЭ
2.2. Объект исследования
2.3. Методические подходы к различению объемной и приэлектродной поляризации
Глава III. Исследование эффектов объемной электрической поляризации в облученном ПТФЭ
3.1. Временные зависимости тока поляризации и деполяризации в изотермических условиях
3.2. Роль молекулярного кислорода в возникновении поляризационных эффектов
3.3. Температурные зависимости поляризационных эффектов
3.4. Влияние поглощенной дозы на поляризационные свойства в облученном ПТФЭ
3.5. Полевые зависимости поляризационных эффектов
Глава IV. Анализ механизма электрической поляризации в облученном политетрафторэтилене
4.1. Модель стабилизации квазисвободных зарядов с учетом особенностей надмолекулярной структуры политетрафторэтилена
4.2. Расчет параметров электрической поляризации в облученном ПТФЭ
Заключение
Выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Изучение воздействия ионизирующего излучения на электрические свойства твердых диэлектриков стало особенно насущным в связи с развитием современных радиационных технологий, широким использованием изоляционных материалов в ядерных и космических исследованиях и других сферах, связанных с сильными радиационными полями. Так, полимерные материалы, используемые в космических аппаратах в составе экранно-вакуумной теплоизоляции, электроизоляции кабелей, терморегулирующих покрытий, подвержены воздействию всего энергетического спектра ионизирующих излучений: электронов и протонов радиационных поясов Земли, солнечного, галактического и др. излучений.
Интерес к исследованиям электрических свойств полимерных диэлектриков обусловлен не только важностью таких характеристик как электропроводность ст, диэлектрическая проницаемость в5 и диэлектрические потери tg8 для практических применений, но и тем, что современные теории электрической поляризации позволяют связывать значения г', tg5 и величину поляризации Р, температурные и частотные зависимости этих параметров в конкретном полимере с его строением, характером теплового движения макромолекул, распределением времен молекулярной релаксации и др., то есть имеется возможность использовать измерения этих величин для получения сведений о строении полимера.
Актуальность проблемы.
Настоящая работа посвящена исследованию природы объемной электрической поляризации в политетрафторэтилене (-СР2-Ср2-),„ подвергнутом воздействию высокоэнергетичного ионизирующего излучения. В качестве объекта изучения политетрафторэтилен (ПТФЭ) интересен с одной стороны тем, что является полимером, имеющим высокую практическую значимость, благодаря присущему ему уникальному комплексу физико-химических свойств (химической и биологической
1.3. Поляризационные эффекты в ПТФЭ после облучения
Первые результаты по исследованию поляризационных эффектов в ПТФЭ после облучения были получены в 60-е годы. В работах [95, 96, 99-ЮЗ] представлены результаты исследования диэлектрических характеристик в и tg5 ПТФЭ после воздействия на него ионизирующего излучения. Общей закономерностью полученных результатов является появление интенсивного максимума на кривых температурной зависимости диэлектрических характеристик в области звуковых частот 20 — 104 Гц, подобно тому, как это наблюдается в процессе воздействия №1 в зависимости от времени облучения.
Особенностью наблюдаемого поляризационного процесса является независимость положения максимума от частоты приложенного электрического поля. Дальнейшие исследования влияния условий облучения (среда, давление, мощность и величина поглощенной дозы) позволили авторам [95 - 97] связать изменения диэлектрических характеристик с возникновением пероксидных макрорадикалов (ГГМР), подобно интерпретации ранее данной для поляризации в процессе воздействия ИИ. При этом независимость положения максимумов от частоты электрического поля авторы интерпретировали гибелью ПМР. Объяснение поляризационных эффектов в облученном ПТФЭ в рамках дипольных представлений наталкивается на ту же проблему, что и в процессе облучения, связанную с величиной поляризации. Для ее объяснения даже в предположении максимально возможной концентрации ПМР (при максимально возможном радиационно-химическом выходе радикалов 10 шт/100 эВ концентрация ПМР при типичной величине поглощенной дозы не превысит 1018 см'3) элементарный дипольный момент должен составить около 100 Б, что на два порядка выше возможных значений.
В работе [99] исследовано влияние гамма-облучения на диэлектрические потери ПТФЭ. Авторы ставят задачу установить связь