Температурные исследования релаксационных процессов в гетерогенных системах методами диэлектрической спектроскопии

• Автор: Марчук, Светлана Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Глава I. Классификация и физические свойства слюд
1.1 .Структура и разновидности кристаллов слюды
1.2 Физические свойства кристаллов слюды
1.3. Электрические свойства слюд.
1.4. Зарядовое состояние свежеобразованных поверхностей кристалла слюды
1.5. Плёночная вода на поверхности кристаллов слюды
1.6. Особенности релаксационных свойств водных пленок в слюдяном сырье
1.7. Методы диэлектрической спектроскопии для исследования свойств пленочной воды в расколах кристаллов слюды.
1.8 Поляризация и абсорбционные процессы в слюдах
Глава 2.Влияние электрических полей свежеобразованных поверхностей кристаллов слюды на свойства водных пленок. Свойства кристаллов слюды с прослойками воды. 2.1.Зарядовое состояние и электрические поля свежеобразованных поверхностей кристалла
2.2. Обоснование метода измерений диэлектрической проницаемости и фазовых переходов пленочной воды
2.3. Анализ эквивалентной схемы слоистого конденсатора. Диэлектрическая проницаемость тонких пленок воды.
2.4. Влияние пленок воды на диэлектрические свойства кристаллов слюды при низких температурах
Глава III. Теоретический анализ и экспериментальные методы исследования электропроводности листовых и мелкодиспергированных слюд. Токи термостимулированной деполяризации в кристаллах слюды.
3.1. Тепловое движение заряженных частиц в твердых телах. Энергия активации носителей тока
3.2. Электропроводность идеального слоистого диэлектрика.
3.3.Экспериментальное исследование удельной объемной и удельной поверхностной электропроводности кристаллов мусковита и флогопита. Измерительная ячейка и особенности методики исследования.
3.4 Взаимодействие свежеобразованной поверхности кристаллов мусковита с тонкими водными слоями. Токи термостимулированной поляризации.

77- 86 86-88 89

Глава IV. Особенности поляризационных эффектов в слюдах.
4.1. Измерительная ячейка. Особенности методики исследования диэлектрических характеристик листовых слюд.
4.2. Теоретический анализ распределения электрического поля в гетерогенных структурах
4.3. Исследование закономерностей поляризационных эффектов при нагревании и комнатной температуре в слюдяном сырье.
4.3. Диэлектрическая релаксация в диспергированных слюдах.
4.4. Экспериментальные исследования действительной(е') и мнимой (а”) составляющих диэлектрической проницаемости.
4.5 Теоретическое обоснование методов релаксации абсорбционных характеристик в гетерогенных системах
4.6 Релаксационные процессы абсорбционной электрической емкости мелкоразмерного флогопита
4.7 Особенности поляризационных эффектов в мелкодисперсных слюдах при их нагревании и под влиянием внешнего электрического поля.
Заключение
Литература
'■ У Введение.
Актуальность работы. Востребованность промышленного
производства в новых материалах для объектов энергетики и машиностроения может быть удовлетворена созданием современных технологий функциональных материалов и изделий с высоким уровнем физико-технических свойств и повышенного ресурса
Минералы группы слюд широко распространены в природе. Они встречаются почти во всех генетических типах пород: метаморфических, изверженных, осадочных и других и часто сами являются породообразующими минералами. Уникальная способность слюды расщепляться по плоскости спайности в сочетании с высокими электрическими и механическими характеристиками, обуславливает ее широкое применение в различных областях техники. Развитие отечественной слюдообрабатывающей промышленности выдвигает задачи повышения качества выпускаемых слюдоматериалов и поиска дополнительных областей применения слюд. При современном повышении требований к производимым слюдоматериалам, необходимость модернизации процессов обогащения слюды, использования современных методик проведения мониторинга качества готовой продукции, промышленной разработки новых слюдоматериалов, является важнейшей задачей слюдяной промышленности.
Результаты исследований, основанные на современных достижениях теории обогащения полезных ископаемых, фундаментальных и глубоких физических исследованиях необходимы для расширения источников использования сырья природных слюд в производстве современных электроизоляционных материалов на базе слюды в виде: листовой слюды, слюдопластовых материалов дисперсной слюды.
В работе достигнуто совмещение проектирования слюдосодержащих материалов, подбор технологических ингредиентов, технология новых материалов, что в наибольшей мере позволяет учесть повышенные требования к ним и их эксплуатационным характеристикам. Разрабатываемые в диссертационной работе научные и научно-технические проблемы получения и применения новых видов функциональных слюдосодержащих
Глава II. Влияние электрических полей свежеобразованных поверхностей кристаллов слюды на свойства водных пленок. Свойства кристаллов слюды с прослойками воды.
2.1. Зарядовое состояние и электрические поля свежеобразованных
поверхностей кристалла Свежеобразованные поверхности кристаллов слюды электрически активны. После расщепления идеального кристалла на его поверхностях обнажается шахматная система положительных и отрицательных зарядов ионов (К+ и ОН'), являющихся полюсами пакетных диполей [22]Эта система зарядов создает адсорбционное поле, потенциал которого сравнительно быстро убывает с увеличением расстояния от поверхности. Дипольные молекулы воды, располагающиеся в первом адсорбционном слое кристалла, приобретают энергию связи с пакетными диполями, превышающую энергию их теплового движения. В экспериментах по декорированию зарядов на свежеобразованной поверхности кристаллов слюды обнаружены устойчивые заряженные агрегатные центры, беспорядочно распределенные в локальных областях поверхности[21]. Такие области связываются с теми элементами плоскости раскола, в которых ионы калия замещаются ионами с меньшим радиусом (Ыа,1л,Са). В межпакетном пространстве такие ионы будут располагаться несимметрично, притягиваясь к одной из поверхностей пакета, образуя при расколе на поверхностях локальные положительно заряженные участки электрической мозаики, занимающие до 10% свежеобразованной поверхности кристалла. Следовательно, кроме сравнительно слабых полей пакетных диполей, в локальных областях поверхности кристалла действуют значительные поля зарядов электростатической мозаики. Плотность этих зарядов может достигать су «0,3Кл/ м2 [55], а напряженность электрического поля при наличии на поверхности кристалла пленок воды вблизи границы раздела равна Е и 109/?-лГ' [55]. В таких поверхностных полях в водных пленках обнаружена