Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2017-08-24 | 512 |
5.00
из
|
Заказать работу |
По электропроводности все твердые тела можно разделить на три большие группы: металлы, полупроводники, диэлектрики. Диэлектрики практически не проводят электрический ток – их используют в качестве электрических изоляторов. Удельная электропроводность занимает область лежащую ниже 10-8 (Ом×м)-1. Огромное влияние на величину электропроводности оказывают примеси и дефекты в материале.
Поскольку ширина запрещенной зоны у диэлектриков большая, рис. 1, то при комнатной и более низких температурах электроны из валентной зоны в зону проводимости практически не попадают. Концентрация свободных носителей в диэлектрике исключительно мала, и собственная проводимость ничтожна. Поэтому электронная проводимость (при участии как электронов, так и дырок, учитывая их природу) в диэлектрике может возникнуть лишь при наличии примеси как донорного, так и акцепторного типа, создающей разрешенные примесные уровни в запрещенной зоне. В связи с этим для электроизоляционных материалов так важна химическая чистота. Для различных диэлектриков электронная проводимость колеблется от 10-10 до 10-22 (Ом×см)-1.
Рис. 1. Схема заполнения зон электронами в диэлектрике
Светло-серым цветом обозначена зона проводимости; белым — запрещенная зона; темно-серым цветом показано заполнение валентной зоны электронами. E v — верхняя граница валентной зоны; E g — ширина запрещенной зоны; Е с — нижняя граница зоны проводимости; 1 эВ = 1,60217733×10–19 Дж.
Электронная проводимость может возникать в диэлектриках не только за счет теплового воздействия, но также за счет облучения светом с соответствующей длиной волны, быстрыми частицами, при приложении сильных электрических полей.
Надо отметить, что если носители заряда достаточно сильно связаны с кристаллической решеткой, то возникает, так называемая поляронная проводимость. Образование поляронасвязано с искажением (поляризацией) близ лежащей области кристаллической решетки носителем заряда. Носитель локализуется в этой области и движется вместе с ней, что значительно уменьшает его подвижность. При слабом взаимодействии носителя с решеткой образуется полярон большого радиуса, характеризующийся слабым искажением решетки, и следовательно, слабым влиянием на подвижность носителя. При сильном взаимодействии электрона или дырки с кристаллической решеткой может образоваться полярон малого радиуса (~ постоянной решетки). В этом случае искажения решетки очень сильны. Такой полярон очень стабилен и движется даже за счет тепловых флуктуаций в кристалле прыжками. При наложении внешнего электрического поля в этом случае возникает так называемая прыжковая проводимость.
В ряде диэлектриков доминирует ионная проводимость, связанная как с направленным перемещением ионов примеси, так и ионов самого диэлектрика. В этом случае осуществляется не только перенос электрического заряда, но и перенос вещества. Под действием внешнего электрического поля анионы движутся к аноду, а катионы к катоду. Постепенно концентрация носителей заряда уменьшается, поэтому величина ионного тока со временем спадает. При низких температурах обычно превалирует примесная ионная проводимость, а при высоких – перенос ионов основного вещества. У диэлектриков с ионным характером электропроводности соблюдаются законы Фарадея: количество выделившегося при электролизе вещества пропорционально количеству прошедшего через материал электричества. Например, ионная электропроводность неорганических стекол обусловлена электролизом различных окислов, входящих в состав самих стекол. Электропроводность стекол сильно повышается при содержании в них оксидов щелочных металлов (Li2O, Na2O, K2O) из-за высокой подвижности катионов Li+, Na+, K+. Соответственно, введение окислов щелочноземельных металлов (MgO, CaO, BaO) приводит к снижению проводимости в стеклах.
У ряда диэлектриков выше некоторой критической температуры происходит фазовое превращение, которое связано с разупорядочением одной из ионных подрешеток. В этом случае происходит резкий скачок ионной проводимости, которая становится сравнимой с электропроводностью расплавов или концентрированных электролитов ~1 (Ом×см)-1. Таким образом, кристалл переходит в особое состояние – суперионное. Такие кристаллы называются суперионными проводниками.
Таблица 1
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!