Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 57 стр.

UptoLike

Составители: 

57
ней экологической обстановке, и достаточно дёшевы, поскольку слюды
предостаточно в Земных недрах.
Ниже рассматривается ряд замечательных свойств слюдяных компо-
зитов, предпринимаются попытки их объяснения на основе известных тео-
рий, а также обсуждается их практическое применение.
Строение слюды
Слюда в обычных условиях является хорошим диэлектриком и обла-
дает малой проводимостью. В обычных условиях в ней практически отсут-
ствуют свободные носители зарядов, но если слюдяной образец достаточ-
но сильно нагреть, возникает значительное сквозное движение заряженных
частиц под воздействием внешнего поля. В основном это движение ионов,
которое приводит к появлению аккумуляторного эффекта, а при относи-
тельно малом увлажнении флогопита наблюдается значительный рост её
адсорбционной емкости. Эти эффекты возникают за счёт своеобразного
состава и строения кристаллов слюды. Для объяснения этих свойств следу-
ет рассмотреть более подробно строение кристаллов слюды.
В состав слюды входит множество различных элементов с различ-
ным процентным содержанием, основными элементами состава являются
кремний, кислород, алюминий, магний, калий, водород, а также многие
другие элементы в очень небольших количествах. Кристаллическую осно-
ву структуры слюд составляет плоский двойной кремне-кослородный па-
кет, который содержит гидрооксильную группу
OH и отстоящий на рас-
стоянии порядка четырёх ангстрем ион калия
+
K
. Эти два иона образуют
жёсткие диполи, взаимодействия между которыми обеспечивают силы
притяжения пакетов в кристалле.
Поскольку, кристаллы слюды имеют большое количество примесей,
то кристалл не является идеальным и содержит очень много различных
дефектов. Их наличие, а также кристаллическое строение приводит к обра-
зованию расслоений в слюдокристаллах, как в процессе их образования,
так и при различного рода механических воздействий в природных усло-
виях. Эти расслоения имеют очень активные поверхности, а их активность
объясняется мощными не скомпенсированными поверхностными полями
возникающими в процессе расслоения или растрескивания.
Рассматривая кристалл флогопита или мусковита под микроскопом,
при определённых условиях можно заметить микро- и субмикроблочность
в их строении. Субмикроблоки представляют собой свободные от приме-
сей, геометрически правильные объёмы кристалла, окружённые областями
с дефектами. Объём дефектных областей в 2,3 раза меньше объёма не де-
фектных. Дефектные области представляют собой узлы кристаллической
решётки с внедрёнными в них примесями, что само собой нарушает пе-
риодичность в кристалле, и приводит к уменьшению механической и элек-
трической прочности в местах неоднородности. Поэтому в любом кри-
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
            ней экологической обстановке, и достаточно дёшевы, поскольку слюды
            предостаточно в Земных недрах.
                  Ниже рассматривается ряд замечательных свойств слюдяных компо-
            зитов, предпринимаются попытки их объяснения на основе известных тео-
            рий, а также обсуждается их практическое применение.

                                             Строение слюды

                  Слюда в обычных условиях является хорошим диэлектриком и обла-
            дает малой проводимостью. В обычных условиях в ней практически отсут-
            ствуют свободные носители зарядов, но если слюдяной образец достаточ-
            но сильно нагреть, возникает значительное сквозное движение заряженных
            частиц под воздействием внешнего поля. В основном это движение ионов,
            которое приводит к появлению аккумуляторного эффекта, а при относи-
            тельно малом увлажнении флогопита наблюдается значительный рост её
            адсорбционной емкости. Эти эффекты возникают за счёт своеобразного
            состава и строения кристаллов слюды. Для объяснения этих свойств следу-
            ет рассмотреть более подробно строение кристаллов слюды.
                  В состав слюды входит множество различных элементов с различ-
            ным процентным содержанием, основными элементами состава являются
            кремний, кислород, алюминий, магний, калий, водород, а также многие
            другие элементы в очень небольших количествах. Кристаллическую осно-
            ву структуры слюд составляет плоский двойной кремне-кослородный па-
            кет, который содержит гидрооксильную группу OH − и отстоящий на рас-
            стоянии порядка четырёх ангстрем ион калия K + . Эти два иона образуют
            жёсткие диполи, взаимодействия между которыми обеспечивают силы
            притяжения пакетов в кристалле.
                  Поскольку, кристаллы слюды имеют большое количество примесей,
            то кристалл не является идеальным и содержит очень много различных
            дефектов. Их наличие, а также кристаллическое строение приводит к обра-
            зованию расслоений в слюдокристаллах, как в процессе их образования,
            так и при различного рода механических воздействий в природных усло-
            виях. Эти расслоения имеют очень активные поверхности, а их активность
            объясняется мощными не скомпенсированными поверхностными полями
            возникающими в процессе расслоения или растрескивания.
                  Рассматривая кристалл флогопита или мусковита под микроскопом,
            при определённых условиях можно заметить микро- и субмикроблочность
            в их строении. Субмикроблоки представляют собой свободные от приме-
            сей, геометрически правильные объёмы кристалла, окружённые областями
            с дефектами. Объём дефектных областей в 2,3 раза меньше объёма не де-
            фектных. Дефектные области представляют собой узлы кристаллической
            решётки с внедрёнными в них примесями, что само собой нарушает пе-
            риодичность в кристалле, и приводит к уменьшению механической и элек-
            трической прочности в местах неоднородности. Поэтому в любом кри-


                                                                                   57

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com