• 駐極體

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    什么是駐極體

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    駐極體(形成electr-從“ 電力 ”和-Et從“ 磁鐵 ”)是一種電介質,其具有準永 久材料電荷或偶極極化。駐極體產生內部和外部的電場,并且是靜電一個的等效永 久磁鐵。盡管奧利弗·海維賽德(Oliver Heaviside)在1885年創造了這個名詞,但具有駐極體特性的材料已為科學所熟知,并自1700年代初期開始就進行了研究。一個特定的例子是電泳,由具有駐極體特性的平板和單獨的金屬板組成的設備。電泳最初是由瑞典的約翰·卡爾·威爾克(Johan Carl Wilcke)和意大利的亞歷山德羅·沃爾塔(Alessandro Volta)發明的。

    這個名字來源于“電子”和“磁鐵”。通過對齊一塊鐵中的磁疇來繪制類似于磁體形成的圖。從歷史上看,駐極體是通過首先熔化合適的介電材料(例如包含極性分子聚合物或蠟),然后使其在強大的靜電場中重新凝固而制成的。電介質的極性分子將其自身對準靜電場的方向,從而產生具有xxx性靜電偏壓的偶極駐極體。現代的駐極體通常是通過將多余的電荷嵌入到高度絕緣的電介質中來制成的,例如通過電子束、電暈放電、從電子槍注入電,跨越間隙的電擊穿或電介質阻擋層。

    駐極體

    與磁鐵的相似性

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    駐極體就像磁鐵一樣,是偶極子。另一個相似之處是輻射場:它們在其周圍產生靜電場(與磁場相反)。當磁體和駐極體彼此靠近時,會發生一種非常不尋常的現象:靜止時,兩者都不會相互影響。但是,當駐極體相對于磁極移動時,會感覺到垂直于磁場作用的力,沿著與另一個磁體所感受到的“推”的預期方向成90度的路徑推動駐極體。

    與電容器的相似性

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    駐極體與電容器中的介電層有相似之處;?區別在于電容器中的電介質具有的感應極化僅是瞬態的,取決于施加在電介質上的電勢,而具有駐極體性能的電介質還具有準xxx性電荷存儲或偶極極化特性。一些材料還顯示出鐵電性(即,它們對外部電場起極化作用,具有磁滯現象)。鐵電體可以保持xxx極化,因為它們處于熱力學平衡狀態,因此可用于鐵電電容器。盡管駐極體僅處于亞穩態,由極低漏電材料制成的材料可以保留多年的過量電荷或極化。的駐極體麥克風是一種類型的電容式傳聲器,從而無需用于通過使用xxx帶電材料的電源。

    駐極體類型

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    駐極體有兩種類型:

    • 帶正電荷的駐極體,包含一個或兩個極性的過量電荷
      • 在電介質的表面上(表面電荷)
      • 在電介質的體積內(空間電荷
    • 定向偶極駐極體包含定向(對齊)偶極。鐵電材料是這些的一種變型。

    在空隙處具有內部雙極電荷的蜂窩狀空間電荷駐極體提供了一種新型的駐極體材料,其模仿鐵電體,因此被稱為鐵電駐極體。鐵電駐極體具有很強的壓電性,可與陶瓷壓電材料相比。一些介電材料能夠表現出兩種行為。

    材料

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    駐極體材料在自然界中非常普遍。例如,石英和其他形式的二氧化硅是天然存在的駐極體。如今,大多數駐極體是由合成聚合物制成的,例如含氟聚合物、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PTFE)等。實際電荷駐極體包含正或負的過量電荷或同時包含這兩者,而定向偶極駐極體包含定向偶極。駐極體產生的準xxx內部或外部電場可用于各種應用中。

    制造

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    可以通過加熱或熔化材料,然后在強電場存在下將其冷卻來制備大體積的駐極體。電場使電荷載流子重新定位或使材料中的偶極子對齊。當材料冷卻時,固化會將偶極子“凍結”到位。用于駐極體的材料通常是蠟,聚合物或樹脂。最早的配方之一包括45%的巴西棕櫚蠟,45%的白松香和10%的白蜂蠟,將其融化、混合在一起,并在幾千伏/厘米的靜電場中冷卻。與該過程有關的熱介電效應是巴西研究人員首先描述的Joaquim Costa Ribeiro。

    駐極體也可以通過嵌入內的電介質使用過量負電荷。制造的粒子加速器,或由絞合使用上的電荷,或附近,所述表面的高電壓 的電暈放電,這個過程被稱為電暈充電。駐極體中的過量電荷呈指數衰減。衰減常數是材料的相對的函數的介電常數和其體積電阻率。具有極高電阻率的材料(例如PTFE)可能會保留數百年的過量電荷。大多數商業生產的駐極體是基于機加工成薄膜的含氟聚合物(例如無定形聚四氟乙烯)。

    應用

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    駐極體材料已經發現了商業和技術興趣。例如,它們用于駐極體麥克風和復印機中。它們還用于某些類型的空氣過濾器,靜電收集灰塵顆粒,駐極體離子室中以測量電離輻射或ra以及振動能量收集。

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    詞條目錄
    1. 什么是駐極體
    2. 與磁鐵的相似性
    3. 與電容器的相似性
    4. 駐極體類型
    5. 材料
    6. 制造
    7. 應用

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