Подвижность и концентрация носителей заряда тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах

• Автор: Демин, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛАБОПРОВОДЯЩИХ
ЖИДКОСТЕЙ И ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
1Л Электропроводность слабопроводящих жидкостей
1.2 Нарушение гомогенности слабопроводящей жидкости в электрическом поле
1.3 Электрофизические свойства дисперсных систем
1.4 Электрофизические параметры магнитных жидкостей на углеводородной основе
1.5 Механизмы зарядообразования в дисперсных системах
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объект исследования
2.2 Методика и техника эксперимента
2.3 Анализ погрешностей измерений
ГЛАВА 3. ПРИЭЛЕКТРОДНЫЕ И ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СЛОЕ МАГНИТОДИЭЛЕКТИЧЕСКОГО КОЛЛОИДА
3.1 Ампер-временные зависимости тока при подаче на ячейку с
магнитодиэлектрическим коллоидом импульса напряжения
3.2 Перенос и накопление заряда в ячейке с магнитодиэлекгрическим коллоидом
3.3 Определение диэлектрической проницаемости
магнитодиэлектрического коллоида
3.4 Анализ переходных и приэлектродных процессов в слое магнитодиэлектрического коллоида
ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В СЛОЕ МАГНИТО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОЛЛОИДА

4.1 Методика исследования концентрации и подвижности носителей заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида
4.2 Экспериментальные исследования концентрации и подвижности носителей заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида
4.3 Экспериментальные исследования концентрации и подвижности
носителей заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Работа посвящена исследованию процессов формирования и переноса заряда в тонком слое магнитодиэлектрического коллоида под действием электрического поля. Магнитодиэлектрический коллоид представляет собой дисперсию магнетита в слабопроводящей среде, что во многих случаях позволяет представить его в виде среды с пренебрежимо малой электропроводностью. В нем сочетаются такие свойства, как наличие собственного магнитного момента у коллоидных частиц, высокая степень дисперсности (средний размер частиц составляет 10 нм) при малом отклонении размеров частиц от среднего значения, наличие защитных оболочек на их поверхности. Наблюдающиеся в магнитодиэлектрическом коллоиде эффекты непосредственно связаны со свойствами и взаимодействием однодоменных наночастиц и, как следствие, со структурным состоянием системы. Понимание физических механизмов объемного зарядообразования, электропроводности и электроконвекции в жидких диэлектрических коллоидах важно при проектировании новых и модернизации известных устройств электроочистки изолирующих жидкостей от загрязнений ульграмалых размеров, при определении качества жидких технических диэлектриков. Промышленное применение находят тонкие слои и пленки дисперсных систем. В связи с этим исследование электрофизических свойств тонких слоев магнитодиэлектрического коллоида и их изменения в нестационарных режимах представляет как научный, так и практический интерес. При построении моделей и интерпретации электрогидродинамических процессов, наблюдаемых в тонких слоях магнитодиэлектрического коллоида, необходимы сведения о параметрах, характеризующих взаимодействия среды с электрическим полем, таких, как электропроводность, диэлектрическая проницаемость, коэффициенты подвижности и диффузии заряженных частиц, их равновесная концентрация,

временные зависимости тока через плоско-параллельную ячейку, заполненную МДК, при разных значениях частоты воздействующего синусоидального напряжения (ит = 1 В) в диапазоне 0,1-1000 Гц и величины поляризующего напряжения (Уп = 0-20 В). Для каждой частоты определялась комплексная проводимость ячейки. Обработка результатов эксперимента по определению электрических характеристик исследуемых жидкостей на переменном токе производилась следующим образом: вначале снималась серия откликов (50 откликов). Для каждого отсчета в серии откликов вычислялось выборочное среднее и заносилось в массив, который подвергался прямому преобразованию Фурье. Далее определялась комплексная проводимость ячейки с жидкостью, для этого использовалась первая гармоника тока, протекающего через ячейку. Из комплексной проводимости вычислялись значения электрического сопротивления и емкости ячейки с МДК. При этом устанавливался линейный режим (коэффициент гармоник не превышал 3,5%).
Рисунок 2.2.6 — Зависимость коэффициента гармоник Кг тока, протекающего через ячейку с МДК от амплитуды воздействующего напряжения Ит при воздействии магнитного поля (Н= 16 кА/м)