Диэлектрические свойства керамических материалов и стеклоприпоев для гермовводов

• Автор: Соколова, Светлана Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 104 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Г лава 1. Релаксационные процессы в неорганических диэлектриках
и стеклах
1.1. Стекла и ст'еклоприпои
1.1.1. Строение стекол
1.1.2. Электротехнические стекла
1.1.3. Припоечные стекла
1.2. Поляризация в неорганических материалах
1.2.1. Виды поляризации
1.2.2. Электронная поляризация
1.2.3. Упругая ионная поляризация
1.2.4. Описание поведения диэлектриков в переменных электрических полях с использованием теории вынужденных колебаний
1.2.5. Поляризация по типу математического маятника
Глава 2. Локальное поле в диэлектриках
2.1. Упругие виды поляризации
2.2. Локальные значения вынуждающей силы
2.3. Анализ поляризационного процесса по Деккеру
2.4. Анализ поляризационного процесса с учетом поля деполяризации
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Релаксационная поляризация
3.1. Упругая составляющая в релаксационной поляризации

3.2. Локальное поле при релаксационных колебаниях
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Высоковольтная поляризация
4.1. Высоковольтная поляризация при постоянном напряжении
4.2. Высоковольтная поляризация в переменных электрических полях
4.3. Выводы по'главе
Глава 5. Расчет диэлектрических характеристик є', г", ф с помощью
программы имитационного моделирования Physics Dielectrics Toolbox
5.1. Методика моделирования
5.1.1. Упругая электронная поляризация
5.1.2. Упругая ионная поляризация
5.1.3. Релаксационная поляризация
5.2. Выводы по главе
Выводы к диссертационной работе
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. По мере развития науки и техники стекло и керамика, благодаря ряду присущих им ценных качеств, приобретают все более важное значение. Их широкое применение в различных отраслях промышленности, включая радиоэлектронику, ядерную энергетику, ракетную технику и др., обусловлено их свойствами:' оптическими, электрическими, 'высокой термической и химической стойкостью, большой механической прочностью [1].
При экстремальных условиях работы в атомной энергетике стекла близки к керамическим материалам, являются радиационностойкими, не горючими. В отличие от них органические материалы (полимеры) при воздействии повышенной температуры (при нагревании с 300-400°С), радиации не стабильны и разлагаются с выделением газообразных и ядовитых веществ.
При применении стекла в качестве изоляционного материала к его диэлектрическим характеристикам можно отнести: низкую проводимость, диэлектрическую проницаемость, диэлектрические потери и высокую электрическую прочность [2]. В электропроводности в щелочных стеклах переносчиками электрических зарядов являются ионы ІЛ, Ыа, менее подвижны ионы К. В бесщелочных стеклах переносчиками электрических зарядов являются ионы двухвалентных металлов (например, 1) или электроны [3]. При поляризации диэлектрика и наличии в нем электропроводности возникают диэлектрические потери. Они зависят от состава стекла, его структуры и температуры. Диэлектрическая проницаемость (в) стекол в зависимости от их назначения может изменяться в широких пределах. Для стекол, широко используемых в технике, величина в находится в промежутке от 4 до 16. В стеклах, использующихся в качестве изоляторов, є принимает значения от 6 до 8. При увеличении в составе стекла щелочных окислов, особенно Ыа до 25% значение є возрастает до 9-10.
накоплением на границах высоких потенциальных барьеров СГ2. Такая миграция, как правило, сопровождается сменой мигрирующим ионом своих химических партнеров при каждом перескоке. При этом мигрирующий ион должен иметь запас энергии достаточной для преодоления потенциального барьера. Его кТ>их. Если таким запасом энергии ион не обладает, он будет совершать колебания при действии переменного поля около положения равновесия не теряя связи со своим химическим партнером. При этом при отклонении его от положения равновесия образуется дипольный электрический момент, дающий вклад в дипольную поляризацию.
1.2.5. Поляризация по типу математического маятника
В развитие этого положения сделана попытка описания поляризационных процессов в стеклах с использованием теории вынужденных колебаний но типу математического маятника [70]. Если предположить, что на диэлектрик действует слабое электрическое поле и слабосвязанные ионы при тепловом движении не способны преодолеть потенциальный барьер и перескочить в соседнее устойчивое положение, а могут лишь смещаться на некоторое расстояние под действием внешнего поля, не теряя при этом связи со «своим» атомом противоположной полярности. Авторы предполагают [70], что в образовавшемся «разрыхлении» структуры стекла, щелочной ион под действием электрического поля может совершать вынужденные колебания, не теряя связи со «своим» ионом кислорода, подобно математическому маятнику. Схема поляризационного процесса под действием поля представлена на рис. 1.9.