24 октября, 2012 
admin Б. А. Глазун, Б. Г. Хасанов, В. В. Саушкин, В. Г. Аристова, И. М. Коломацкая
(Воронежский сельскохозяйственный институт;
Институт химии силикатов АН СССР им. И. В. Гребенщикова, Ленинград)
Метод токов термостимулированной деполяризации (ТСД) позволяет исследовать релаксационные процессы, характеризуемые большими временами релаксации. Он обладает высокой чувствительностью и находит широкое применение при изучении различных органических и неорганических веществ [676— 680]. С помощью этого метода можно, в частности, изучать свойства адсорбированной воды при низких температурах [680—683].
Метод заключается в том, что образец адсорбента помещают между обкладками конденсатора и при достаточно высокой температуре (обычно комнатной) к электродам прикладывают постоянную разность потенциалов, после чего образец охлаждают под напряжением. При этом диполи или заряды перебрасываются в направлении действия поля и «замораживаются». Охлажденный образец оказывается поляризованным. После снятия поляризующего напряжения он сам создает вокруг себя электрическое поле и становится электретом. Если поверхность образца имеет при этом заряд, противоположный по знаку заряду, который был на ближайшем электроде при поляризации, говорят о гетерозаряде электрета. Нагревание образца приводит к разрушению гетерозаряда (диполи, например, в этом случае теряют свое частично упорядоченное расположение), и электрометр, присоединенный к электродам, регистрирует ток ТСД.
Следует отметить, что помимо указанных причин поляризации возможна также инжекция зарядов в образец при достаточно высокой напряженности поля или в результате пробоя газового промежутка между электродом и образцом. Это может приводить к образованию гомозаряда, полярность которого — совпадает с полярностью ближайшего электрода при поляризации. Кроме того, в самом образце возможно смещение зарядов под действием внутреннего поля электрета. Плотность тока ТСД при разрушении поляризации образца может быть описана выражением [678]:
J(t)=qin(t, x)E(t, x)+k(t)E(t, х) +
+ (d/dt)[ee0E(t, x)+P(t)], (16.1)
Где q, (л, n — заряд, подвижность и концентрация свободного поляризационного заряда; Е((,х)—напряженность внутреннего электрического поля; Л( t)—равновесная проводимость образца; P(t) — дипольная (квазиди- польная) поляризация.
Зависимости токов ТСД от температуры имеют максимумы. Возрастание тока может быть связано, например, с увеличением подвижности ранее замороженных диполей или заряженных частиц. Спадание тока вызвано ограниченностью их числа. В области температур вблизи максимума зависимость тока ТСД (/) от температуры (Т) имеет вид
/=/0ехр[— W/(RT) ]. (16.2)
Это позволяет найти энергию активации W на основании зависимости lg/ от 1/7
Время релаксации т(7,0) находят из соотношения [678]
Оо
1 С I (Т) DT
То
Где р — скорость нагревания образца.
По площади под максимумом на графике временной зависимости силы тока можно определить величину поляризации образца, связанную с соответствующим процессом. Подробнее с методом: токов ТСД можно познакомиться в работах [676—- 680].
Опубликовано в рубрике 