Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
соковольтной. Предполагалось, что в момент подачи напряжения эта поляризация равна нулю, а затем постепенно возрастает, достигая постоянного значения. Согласно А. Ф. Иоффе, на образец действует разность подаваемого напряжения и высоковольтной поляризации. Удельная электропроводность образца от времени не зависит, и спадание тока определяется снижением реально действующего на переносчики электричества напряжения. Величину высоковольтной поляризации измеряли следующим образом (рис. 2). Образец О переключателем Кг подключался сначала к источнику напряжения Уг. Вторая обкладка образца переключателем К2 была замкнута на землю и подключенный в ней электрометр Э зарегистрировал отсутствие напряжения. После того как образец заданное время находился под действием напряжения Vlt величину напряжения с помощью Кг снижали до какого-то значения V2. Затем переключателем К% отсоединяли вторую обкладку образца от земли и следили за показаниями электрометра. Если в первый момент после переключений стрелка электрометра не отклонялась от нулевого положения, делали вывод, что э. д. с. высоковольтной поляризации в точности равна величине V2. Если
102
I
300
300
Рис. 1. Типичные кривые изменения тока во времени для случая конденсатора с боросиликатным стеклом:
1 — при зарядке; 2 — разрядке (по оси ординат отложены произвольные единицы)
Рис. 2. Схема определения величины высоковольтной поляризации
Стрелка электрометра отклонялась после переключений от нулевого положения, это, по мнению исследователей, свидетельствовало об отличии высоковольтной поляризации от V2. В этом случае У2 изменяли до тех пор, пока в очередном опыте после переклю,-чения не фиксировалось нулевое показание электрометра.
Описанные эксперименты рассматривались как убедительное свидетельство реальности высоковольтной поляризации. Как следствие этих представлений было введено понятие «истинная электропроводность». Для ее измерения предлагалось измерять ток в первый момент времени после подачи напряжения или экстраполировать временную зависимость электропроводности к нулевому времени. Предлагалось также вцчитать из величины поданного напряжения высоковольтную поляризацию и относить ток, идущий через образец, только к этой разности напряжений.
Были предприняты обширные исследования высоковольтной поляризации. В частности, установлено, что повышение температуры снижает эту поляризацию и в конце концов доводит ее до нуля.
В конце 30-х годов концепция высоковольтной поляризации завоевала в СССР всеобщее признание. В это время JI. Ю. Куртц начал исследовать электропроводность стекол с высоким удельным сопротивлением. По свидетельству JI. Ю. Куртца, К- С. Евстропьев активно интересовался этими работами, регулярно участвовал в их обсуждении, давал советы. В процессе исследований J1. Ю. Куртц столкнулся с резко выраженным спаданием тока во времени. Для обеспечения воспроизводимости результатов он н ачал изучать это явление и пришел к поистине революционному для того времени заключению — величина высоковольтной поляризации слабо зависит от температуры, но время ее протекания с повышением температуры резко снижается, что не позволяет ее обнаружить при высоких температурах [8]. Этот вывод по существу явился решающим ударом по всей системе измерений высоковольтной поляризации и истинной электропроводности. Действительно, если измеряемая величина зависит от быстродействия аппаратуры, то придаваемый ей физический смысл становится сомнительным.
К. С. Евстропьев в выступлениях и на лекциях постоянно подчеркивал большое значение этого вывода из работы JI. Ю. Куртца. Однако многие специалисты не обратили необходимого внимания на указанный вывод и продолжали использовать концепцию высоковольтной поляризации * и определять истинную электропроводность на основе этой концепции [7].
Логическим продолжением работы JI. Ю. Куртца явилось выполненное в 1960 г. под руководством К- С. Евстропьева на кафедре стекла ЛТИ им. Ленсовета А. П. Зориным и О. В. Мазуриным ис-
* Против рассматриваемых представлений не возражал даже Г. И. Сканави, хотя, излагая работы А. Ф. Иоффе в своей монографии [15], он сделал попытку несколько видоизменить толкование понятия ('высоковольтная поляризация».
103
следование, в котором с помощью уже описанного метода были из^ мерены значения высоковольтной поляризации при одной и той же температуре, но разном времени между переключениями К\ и /С2 (рис. 2). Оказалось, что увеличение времени между переключениями от 0,001 до 0,01 с, как правило, приводит к уменьшению измеряемой величины высоковольтной поляризации в некоторых случаях даже на десятки процентов. После этого уже легко было выявить заложенные в методе ошибки и перестроить подход к понятию «истинная» сквозная электропроводность [8, 9, 10].
На основе работ кафедры и литературных данных построена общая схема временной зависимости электропроводности [10, 11 ]. На рис. 3 iTl и iTi обозначают токи, которые при применении необратимых электродов следует использовать при расчете истинной, электропроводности (т. е. при обычных условиях измерений). Вся зависимость может быть разделена на три области. При малых временах ток спадает (спадение — проявление тепловой ионной релаксации). Затем в пределах нескольких порядков величины по шкале времени ток остается неизменным, после чего начинает уменьшаться снова. Последний эффект связан с приэлектродными процессами (приэлектродная поляризация).
