Поляризация Максвелла – Вагнера – Силларса.

В диэлектрической спектроскопии большой частотно-зависимый вклад в диэлектрический отклик, особенно на низких частотах, может происходить из-за накопления заряда. Эта поляризация Максвелла-Вагнера-Силларса (или часто просто поляризация Максвелла-Вагнера ) возникает либо во внутренних диэлектрических пограничных слоях в мезоскопическом масштабе, либо на границе раздела внешний электрод-образец в макроскопическом масштабе. В обоих случаях это приводит к разделению зарядов (например, через слой истощения ). Заряды часто разделены на значительное расстояние (относительно размеров атомов и молекул), и поэтому вклад в диэлектрические потери может быть на порядки больше, чем диэлектрический отклик из-за молекулярных флуктуаций.^[1]

События [ править ]

Процессы поляризации Максвелла-Вагнера следует принимать во внимание при исследовании неоднородных материалов, таких как суспензии или коллоиды, биологические материалы, полимеры с разделением фаз, смеси, а также кристаллические или жидкокристаллические полимеры. ^[2]

Модели [ править ]

Простейшей моделью для описания неоднородной структуры является двухслойная структура, где каждый слой характеризуется своей диэлектрической проницаемостью и своей проводимостью . Время релаксации для такого расположения равно . Важно отметить, что, поскольку проводимость материалов в целом зависит от частоты, это показывает, что двухслойный композит обычно имеет частотно-зависимое время релаксации, даже если отдельные слои характеризуются частотно-независимыми диэлектрическими проницаемостями. ${\ displaystyle \ epsilon '_ {1}, \ epsilon' _ {2}}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {1}, \ sigma _ {2}}$ ${\ displaystyle \ tau _ {MW} = \ epsilon _ {0} {\ frac {\ epsilon _ {1} + \ epsilon _ {2}} {\ sigma _ {1} + \ sigma _ {2}}} }$

Более сложная модель для рассмотрения межфазной поляризации была разработана Максвеллом ^{[ необходима цитата ]} , а затем обобщена Вагнером ^[3] и Силларсом. ^[4] Максвелл рассмотрел сферическую частицу с диэлектрической проницаемостью и радиусом, подвешенную в бесконечной среде, характеризуемой . В некоторых европейских учебниках константа обозначается греческой буквой ω (Омега), которую иногда называют константой Дойля. ^[5] ${\ displaystyle \ epsilon '_ {2}}$ ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle \ epsilon _ {1}}$ ${\ displaystyle \ epsilon _ {1}}$

Ссылки [ править ]

^ Кремер Ф. и Шёнхальс А. (ред.): Широкополосная диэлектрическая спектроскопия. - Springer-Verlag, 2003, ISBN 978-3-540-43407-8 .
^ Кремер Ф. и Шёнхальс А. (ред.): Широкополосная диэлектрическая спектроскопия. - Springer-Verlag, 2003, ISBN 978-3-540-43407-8 .
↑ Wagner KW (1914) Arch Elektrotech 2: 371; DOI : 10.1007 / BF01657322
^ Sillars RW (1937) J Инст Elect Eng 80: 378
^ G.McGuinness, Polymer Physics , Oxford University Press, p211.

См. Также [ править ]

[1] Кремер Ф. и Шёнхальс А. (ред.): Широкополосная диэлектрическая спектроскопия. - Springer-Verlag, 2003, ISBN 978-3-540-43407-8 .

[2] Кремер Ф. и Шёнхальс А. (ред.): Широкополосная диэлектрическая спектроскопия. - Springer-Verlag, 2003, ISBN 978-3-540-43407-8 .

[3] Wagner KW (1914) Arch Elektrotech 2: 371; DOI : 10.1007 / BF01657322

[4] Sillars RW (1937) J Инст Elect Eng 80: 378

[5] G.McGuinness, Polymer Physics , Oxford University Press, p211.

[1]