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駐電極過濾器

發布時間: 2021-03-12 08:40:41

⑴ 駐極體話筒的結構原理

駐極體話筒具有體積小、結構簡單、電聲性能好、價格低的特點,廣泛用於盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬於最常用的電容話筒。由於輸入和輸出阻抗很高,所以要在這種話筒外殼內設置一個場效應管作為阻抗轉換器,為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。

結構原理
話筒的基本結構由一片單面塗有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極(背稱為背電極)構成。駐極體面與背電極相對,中間有一個極小的空氣隙,形成 一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質,以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由於駐極體薄膜上分布有自由電 荷。
當聲波引起駐極體薄膜振動而產生位移時;改變了電容兩極板之間的距離,從而引起電容的容量發生變化,由於駐極體上的電荷數始終保持恆定,根據公式:Q =CU 所以當C變化時必然引起電容器兩端電壓U的變化,從而輸出電信號,實現聲—電的變換。
由於實際電容器的電容量很小,輸出的電信號極為微弱,輸出阻抗極高,可達數百兆歐以上。因此,它不能直接與放大電路相連接,必須連接阻抗變換器。通常用一個專用的場效應管和一個二極體復合組成阻抗變換器。
電容器的兩個電極接在柵源極之間,電容兩端電壓既為柵源極偏置電壓Ucs,Ucs變化時,引起場效應管的源漏極之間Idc的電流變化,實現了阻抗變換。一般話筒經變換後輸出電阻小於2千歐。

工作原理
駐極體話筒體積小,結構簡單,電聲性能好,價格低廉,應用非常廣泛。
高分子極化膜上生產時就注入了一定的永久電荷(Q),由於沒有放電迴路,這個電荷量是不變的,在聲波的作用下,極化膜隨著聲音震動,因此和背極的距離也跟著變化,也就是說極化膜和背極間的電容是隨聲波變化。
我們知道電容上電荷的公式是Q=C·U,反之U=Q/C也是成立的。駐極體總的電荷量是不變,當極板在聲波壓力下後退時,電容量減小,電容兩極間的電壓就會成反比的升高,反之電容量增加時電容兩極間的電壓就會成反比的降低。最後再通過阻抗非常高的場效應將電容兩端的電壓取出來,同時進行放大,我們就可以得到和聲音對應的電壓了。由於場效應管是有源器件,需要一定的偏置和電流才可以工作在放大狀態,因此,駐極體話筒都要加一個直流偏置才能工作。

靈敏檢測
在收錄機、電話機等電器中廣泛應用的駐極體話筒,其靈敏度直接影響送話和錄放效果。這類話筒靈敏
駐極體話筒
度的高低可用萬用表進行簡單測試。
將模擬式萬用表撥至R×100檔,兩表筆分別接話筒兩電極(注意不能錯接到話筒的接地極),待萬用表顯示一定讀數後,用嘴對准話筒輕輕吹氣(吹氣速度慢而均勻),邊吹氣邊觀察表針的擺動幅度。吹氣瞬間表針擺動幅度越大,話筒靈敏度就越高,送話、錄音效果就越好。若擺動幅度不大(微動)或根本不擺動,說明此話筒性能差,不宜應用。對於三根引腳駐極體電容式話筒檢測方法同上,只是黑表棒接輸出引腳2腳,紅表棒接引腳3腳。

選配注意
駐極體話筒價格很低,損壞後做更換處理,關於駐極體話筒選配要注意以下幾點:
(1)兩根和三根引腳的駐極體話筒之間不能直接替代,一般情況下也不做改動電路的代替。
(2)這種話筒沒有型號之分,相同引腳數的話筒可以代替,只是存在性能上的差別。

⑵ 電化學感測器使用的化學過濾器有哪些

電化學氣體感測器是一種常用的氣體檢測儀器,在多個行業中都有一定的應用。電化學氣體感測器主要由透氣膜、電極、電解質等元件組成,我們對於這些元件都了解過嗎?下面小編就來具體介紹一下電化學氣體感測器的主要元件吧,希望可以幫助到大家。
a. 透氣膜(也稱為憎水膜):透氣膜用於覆蓋感測(催化)電極,在有些情況下用於控制到達電極表面的氣體分子量。此類屏障通常採用低孔隙率特氟隆薄膜製成。這 類感測器稱為鍍膜感測器。或者,也可以用高孔隙率特氟隆膜覆蓋,而用毛管控制到達電極表面的氣體分子量。此類感測器稱為毛管型感測器。除為感測器提供機械 性保護之外,薄膜還具有濾除不需要的粒子的功能。為傳送正確的氣體分子量,需要選擇正確的薄膜及毛管的孔徑尺寸。孔徑尺寸應能夠允許足量的氣體分子到達傳 感電極。孔徑尺寸還應該防止液態電解質泄漏或迅速燥結。
b. 電極:選擇電極材料很重要。電極材料應該是一種催化材料,能夠執行在長時間內執行半電解反應。通常,電極採用貴金屬製造,如鉑或金,在催化後與氣體分子發生有效反應。視感測器的設計而定,為完成電解反應,三種電極可以採用不同材料來製作。
c. 電解質:電解質必須有夠促進電解反應,並有效地將離子電荷傳送到電極。它還必須與參考電極形成穩定的參考電勢並與感測器內使用的材料兼容。如果電解質蒸發過於迅速,感測器信號會減弱。
d. 過濾器:有時候感測器前方會安裝洗滌式過濾器以濾除不需要的氣體。過濾器的選擇范圍有限,每種過濾器均有不同的效率度數。多數常用的濾材是活性炭。活性炭可以濾除多數化學物質,但不能濾除一氧化碳。通過選擇正確的濾材,電化氣體學感測器對其目標氣體可以具有更高的選擇性。

⑶ 誰有駐極體空氣過濾器的介紹

駐極體空氣過濾器 駐極體空氣過濾器屬於靜電增強纖維過濾。就凈化機理而言,其捕集力主要是帶電纖 維對微粒(帶電或不帶電粒子)的庫侖力和感應力。第6章所介紹的靜電增強纖維過濾是采 用預荷電或加外電場實現增效降阻的目的,但如果移開外電場,纖維保持電荷的時間極短暫,或電荷殘留量很快衰減。而駐極體過濾材料能夠長期儲存空間電荷。人們通過對介電 材料施加電場,並採用一定的物理化學方法使電荷或電極化狀態長久地駐留在電解質上,可 製成長壽的駐極體。雖然駐極體術能永久帶電,但如果在其壽命內荷電性能無太大變化,仍 然可視為永電體。在駐極體空氣濾材中被極化的纖維通常帶有幾百甚至上千伏電壓,纖維 間隙的電場強度可達每米幾}』兆伏,甚至更高,由於靜電排斥作用使纖維張開成網狀孔洞, 間隙尺寸遠大於粒子尺寸,當微粒經過過濾器時,靜電力不僅能有效地吸引帶電粒子,而且 以靜電感應效應捕獲被感應極化的中性粒子。另外,靜電作用不僅使纖維外張,而且使沉積 在濾料上的粉塵呈鏈狀或樹枝狀結構。在凈化功效相同的情況下,駐極體空氣過濾器的阻 力比機械式纖維過濾器的阻力低數倍以上鉬絲。 駐極體用作過濾材料,最初在1976年,由於Van Turnhom等人將切割成小條狀的聚丙 烯薄膜製成,將這種帶電小條加工成折皺狀態形成駐極體纖維,隨後,各種荷電技術以及通 過混合不同纖維帶電技術等各具特色的帶靜電過濾器得到r開發和利用。與此同時,駐極 體空氣過濾材料也獲得了進一步的發展/1091。 駐極體空氣濾材鯝具有 http://www.414mall.com/ 低流阻、高效率.長壽命、高集塵能力和節省能源等優點,使得 以此為濾材的氣體、空氣過濾器的研究發展很快。從20世紀70年代開始研究,伴隨各種 荷電技術和混纖帶電技術的開發、利用,到20世紀90年代就已實現了產業化。近年來, 隨著高分子化學纖維的發展,用駐極體纖維能生產出高教過濾器( HF.PA)和超高效過濾器 ( ULPA)。由日本松下、中國海爾等大公司生產的中央空調和家用空調設備,現已較廣泛地 採用駐極體空氣過濾器作為基本的空氣凈化系統

⑷ 駐極體的正負極怎麼判斷

關於駐極體電容式話筒的檢測方法是:首先檢查引腳有無斷線情況,然後檢版測駐極體電容式話筒權。駐極體話筒體積小,結構簡單,電聲性能好,價格低廉,應用非常廣泛。駐極體話筒的內部結構如圖所示。由聲電轉換系統和場效應管兩部分組成。它的電路的接法有兩種:源極輸出和漏極輸出。源極輸出有三根引出線,漏極D接電源正極,源極S經電阻接地,再經一電容作信號輸出;漏極輸出有兩根引出線,漏極D經一電阻接至電源正極,再經一電容作信號輸出,源極S直接接地。所以,在使用駐極體話筒之前首先要對其進行極性的判別。
在場效應管的柵極與源極之間接有一隻二極體,因而可利用二極體的正反向電阻特性來判別駐極體話筒的漏極D和源極S。
將萬用表撥至R×1kΩ檔,黑表筆接任一極,紅表筆接另一極。再對調兩表筆,比較兩次測量結果,阻值較小時,黑表筆接的是源極,紅表筆接的是漏極

⑸ 空氣過濾器的過濾原理是什麼

空氣過濾器的過濾原理將壓縮空氣中的液態水、液態油滴分離出來,並濾去空氣中的灰塵和固體雜質,但不能除去氣態的水和油。


空氣中顆粒物去除技術主要有機械過濾、吸附、靜電除塵、負離子和等離子體法及靜電駐極過濾等。


機械過濾一般主要通過以下3種方式捕獲微粒:直接攔截,慣性碰撞,布朗擴散機理,其對細小顆粒物收集效果好但風阻大,為了獲得高的凈化效率,濾芯需要緻密並定期更換。

吸附是利用材料的大表面積及多孔結構捕獲顆粒污染物,很容易堵塞,用於氣體污染物去除效果更顯著;

靜電除塵是利用高壓靜電場使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法,其風阻雖小但對較大顆粒和纖維捕集效果差,會引起放電,且清洗麻煩費時,易產生臭氧,形成二次污染。


負離子和等離子體法去除室內顆粒污染物的工作原理類似,都是通過使空氣中的顆粒物帶電,聚結形成較大顆粒而沉降,但顆粒物實際上並未移除,只是附著於附近的表面上,易導致再次揚塵。


靜電駐極過濾有效阻隔空氣中顆粒污染物,如粉塵、毛屑、花粉、細菌等,同時超低阻抗確保空調穩定運行及製冷效果。


傳統的標准過濾介質能非常有效地去除10微米以上的顆粒物。當顆粒物的粒徑除至5微米,2微米甚至亞微米的范圍時,高效的機械式過濾系統就會變得比較昂貴,且風阻會顯著增加。通過靜電駐極空氣過濾材料過濾,能以較低的能源消耗達到很高的捕獲效率,同時兼具靜電除塵低風阻的優點,但無需外接上萬伏的電壓,故不會產生臭氧,且由於其組成為聚丙烯材質,很方便拋棄處理。


攔截

空氣中的塵埃粒子,隨氣流作慣性運動或無規則布朗運動或受某種場力的作用而移動,當微粒運動撞到其它物體,物體間存在的范德華力(是分子與分子、分子團與分子團之間的力)使微粒粘到纖維表面。進入過濾介質的塵埃有較多撞擊介質的機會,撞上介質就會被粘住。較小的粉塵相互碰撞會相互粘結形成較大顆粒而沉降,空氣中粉塵的顆粒濃度相對穩定。室內及牆壁的退色就因為這原因。

把纖維過濾器像篩子一樣看待是錯誤的。


慣性和擴散

顆粒粉塵在氣流中作慣性運動,當遇到排列雜亂的纖維時,氣流改變方向,粒因慣性偏離方向,撞到纖維上而被粘結。粒子越大越容易撞擊,效果越好。

小顆粒粉塵作無規則的布朗運動。顆粒越小,無規則運動越劇烈,撞擊障礙物的機會越多,過濾效果也會越好。空氣中小於0.1微米的顆粒主要作布朗運動,粒子小,過濾效果好。大於0.3微米的粒子主要作慣性運動,粒子越大效率越高。擴散和慣性都不明顯得粒子最難過濾掉。測量高效過濾器性能時,人們經常規定測量最難測量的粉塵效率值。


靜電作用

由於某種原因,纖維和微粒可能帶上電荷,產生靜電效應。帶靜電的過濾材料過濾效果可以明顯改善。原因:靜電使粉塵改變運動軌跡並撞上障礙物,靜電使粉塵在介質上粘的更牢。

能長期帶靜電的材料也稱作"駐極體"材料。材料帶靜電後阻力不變,過濾效果會明顯改善。靜電在過濾效果中不起決定作用,只起輔助作用。


化學過濾

化學過濾器主要有選擇性的吸附有害氣體分子。

活性碳材料中有大量看不見的微孔,有較大的吸附面積。米粒大小的活性碳中,微孔內面積有十幾平方米大。

游離分子接觸活性碳後,在微孔中凝聚成液體因毛細管原理呆在微孔中,有的與材料和而為一體。沒有明顯化學反應的吸附稱為物理吸附。

有的對活性碳進行處理,被吸附的顆粒與材料進行反應,生成固體物質或無害氣體,稱為化學吸附。

活性碳在使用過程中材料的吸附能力不斷減弱,當減弱到某一程度,過濾器將報廢。如果僅為物理吸附,用加熱或水蒸汽熏可使有害氣體脫離活性碳,使活性碳再生。


重力效應

微粒通過纖維層時,在重力作用下,發生脫離氣流流線的位移而沉降在纖維表面上,這種作用只有在微粒較大(>0.5um)時存在,這是微粒重力作用太小,當它還沒有沉降到纖維上時已隨氣流通過纖維層。因而,對粒徑小於0.5um的微粒的過濾,重力沉降完全可以忽略。

⑹ 有人知道駐極體話筒的前置放大器電路嗎

—.駐極體及其制備
常見的電介質在外電場作用下發生極化,當去除外電場,電介質的極化現象也隨之消失.駐極體是具有長久電荷的電介質,它的電荷可以是因極化而被「凍結」的極化電荷,也可以是陷入表面或體內「陷阱」 中的正、負電荷.與鋼棒經磁化後具有剩磁成為永磁體類似,人們也把具有長久保留電荷的電介質叫永電體,習慣上稱為駐極體。
1919年日本海軍大學的江口元太郎甚首次人工製成駐極體.當時用巴西棕櫚蠟與松香的等量混合,再加些蜂蠟,熔融至130攝氏度,加上15千伏每厘米的電場,冷卻凝固後,去掉電場,便製成駐極體.這種制備方法熱極化法.
隨著人們對駐極體的研究和應用,制備的材料不再用天然材料的混合物,而是大量使用人工製造的聚合物資料,如聚四氟乙烯(PTFE),聚偏二氟乙烯(PVDF)等,聚合物駐極體具有更好荷電能力優良的機械性能,可製成微米量級的薄膜.用熱極化法制備時,加熱溫度應稍高於聚合物的玻璃化溫度(聚四氟乙烯約150~200攝氏度),所用電場約0.1~1千伏每厘米,極化時間約幾分鍾到1小時,此期間保持恆溫.而制備方法除熱極化法之外,還有電暈法,電子射線法和液體接觸法等。
二 駐極體電荷情況
駐極體荷電情況是比較復雜的,包括有表面電荷、極化電荷和體電荷.表面電荷是由於介質表面存在雜質、氧化物、被切斷的分子鏈等形成聚合物的表面陷阱,可能捕捉正、負電荷成為表面電荷;在電介質中,偶極子的每一個平衡位置對應著位能的極小值,當獲得附加能(如加熱)或在外電場作用下使位阱偏斜,就有可能超出原來的位阱,而沿外電場方向整齊排列,冷卻後,偶極子就被「凍結」在電場方向上,形成永久極化電荷;在聚合物體內往往有雜質離子及各種缺陷,形成了正、負電的陷阱,在外電場的作用下,正負離子將向兩極分離,並可能被陷阱捕獲,外界電荷也可能注入介質內的陷阱中,形成永久性電荷,這種電荷稱體電荷.
在實際應用中,多數情況下不必詳細了解駐極體具體的荷電情況,只要了解介質表面或它與電極之間氣隙的電場,這時,可用等效表面電荷的概念來描述駐極體的荷電特性.設想駐極體的全部電荷摺合成一定數量集中在表面,而內部好象沒有電荷,如果這種摺合表面電荷在表面及氣隙中所產生的場強與實際場強相等,這種摺合表面電荷就叫做等效表面電荷。
三. 駐極體的場強和表面電位
在研究應用中,駐極體通常處在平行板電極之中,電極與駐極體表面相互平行.最簡單的如由一面蒸鍍金屬的駐極體薄膜,與另一金屬板構成, 如圖7-1所示.設駐極體的厚度為L,相對介電常數為 ,等效表面電荷面密度為,駐極體表面與另一電極間夾有空氣層,厚度為d,為簡便起見,只討論兩電極短路的情況。 根據靜電場的高斯定理有 (1)根據靜電場的環路定理有 (2)解得: (3)上式E表示氣隙中的場強.由於兩電極短路,駐極體兩表面間的電位差應等於駐極體表面與電極間氣隙兩端的電位差,即為駐極體的表面電位,其絕對值可表示為 (4)在實際測量中,有L,則用 表示在這一條件下的表面電位,有 (5)上式表明,駐極體表面電位只決定於其等效表面電荷面密度及自身是厚度.駐極體的表面電位可用特製的表面電位計測量(測時電極接地),從而便可計算出等效表面電荷面密度。
駐極體在工業技術、醫學、生物學等領域都有應用,下面介紹駐極體傳聲器、駐極體空氣過濾器和傳真圖像記錄等幾種。 四.駐極體傳聲器
駐極體傳聲器是駐極體換能器的一種,它是依據靜電效應進行工作的,它的結構如圖7-1所示,再稍加改造便可,將對著駐極體裸露面的極板穿了少數小孔,並用氣隙墊圈隔開,即成為充以駐極體和空氣雙層介質的電容器.兩極板之間用電阻器R連接,R便上傳聲器的前置放大器的輸入電阻。
如圖7-2所示,因此,這種傳聲器叫做駐極體電容傳聲器(實際上氣隙和駐極體薄膜的總厚度與傳聲器的直徑相比是微不足道的)。由於駐極體薄膜帶有電荷,在氣隙中產生電場,使得氣隙兩端有一定的電壓,這就提供了固有偏壓,另一方面駐極體薄膜也是傳聲器的振膜.當聲波以振幅l 、圓頻率 的正弦波作用在振膜上時,振膜便按正弦規律振動起來,通過嚴格的數學運算,可求出在R上產生的與聲波同頻率的交流信號電壓為(6)其中C為傳聲器的電容,其它各量均與上設相同.這樣,就實現了聲電轉換過程,聲頻電信號經放大後,可推動揚聲器,也可以激勵錄音機磁頭,將聲音的電信號再轉換成磁信號儲存在磁帶中。
駐極體電容傳聲器有較好的聲學特性,其工作頻率可從10~10赫,有低的諧波失真,低的機振靈敏度和好的瞬態響應,對磁場不敏感,對水汽造成的短路也不敏感,且易於設計.目前使用極為廣泛的無線話筒,便是駐極體電容傳聲器的一種。
五.駐極體空氣過濾器
用聚丙稀纖維製成的空氣過濾器,可以高效率地從污染的空氣中除去粒徑為微米級的塵埃,這種過濾器已用於超級凈化工房。
將聚丙稀拉伸的薄膜用電暈法充電,隨後切纖維,由於纖維間的靜電斥力,混亂堆放的纖維之間將保持著比較均勻但不規則的空隙,把這些纖維裝入清理空氣通道中,便能除去漂浮在空氣中的塵埃。
駐極體纖維是靠靜電吸力除去塵埃的.由於靜電吸力作用距離較長,過濾器中駐極體纖維之間的空隙可以比較大,故流過過濾器後氣流的壓力降落比非駐極體過濾器要小;而且潮濕和電離的空氣不會使過濾器中的駐極體纖維顯著放電.因此,駐極體空氣過濾器是受歡迎的節能高效過濾器。
六.傳真圖像記錄
商用傳真圖像記錄是電子束將電荷像沉積在絕緣介質表面,經顯影而成,其裝置如圖7-3所示.在陰極射線管屏幕上穿通地鑲嵌著許多彼此平行而絕緣的細短導線,導線一端在管內,另一端在管外,分別整齊地排列在射線管屏幕內、外兩個平面上,塗有高電阻率的介質膜的紙帶緊貼在射線管的屏幕上,當被圖像調制的電子束掃描時,落在屏幕的導線端上的電荷便傳到紙帶的介質膜上,在紙帶上形成一個電荷潛像,再用帶異種電荷的色粉與具有潛像的紙帶接觸,由於靜電效應,潛像便變成可見的圖像。
如果掃描電子束的直徑為0.5微米,能量為10keV.可以直接在氟朔料薄膜上寫字作圖,生成的圖像可以保存許多年。
此外,值得一提的,用駐極體可製成醫用材料,如我A國首創的消炎止痛膜用於治療某種類型的傷痛,已取得良好的療效,獲得國際尤里卡發明金獎,並已批量生產;駐極體薄膜的電場有阻止血栓形成作用,有希望成為人造血管的材料等等。
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⑺ 靜電駐極空氣過濾材料的靜電駐極材料介紹

自從20世紀70年代以來,各種荷電技術以及通過混合不同纖維的帶電技術等各具特色的帶靜電過濾器得到了開發和利用。其直接的結果是導致了現在的靜電駐極方法(工藝)。
目前的駐極方法主要有靜電紡絲法、電暈放電法、摩擦起電法、熱極化法、低能電子束轟擊法等。
由於材料的靜電駐極方法(工藝)不同,所形成的駐極體的性質亦大不相同。 駐極體空氣過濾材料要求材料的儲存電荷密度大,其電荷密度的儲存壽命長及儲存電荷穩定性強等等。而儲存電荷的穩定性主要取決於材料性質、充電方法、電荷分布狀態、儲存的環境條件等。根據上述要求,就靜電駐極體的性質而言,電暈放電法是目前最佳的靜電駐極方法;熱極化法在環境相對穩定時也是一種較好的靜電駐極方法;摩擦起電法要在試驗中進一步完善;靜電紡絲法需要科技的進一步發展;低能電子束轟擊法需要改進和簡化靜電駐極的工藝。 駐極體靜電合成纖維過濾材料是對聚丙烯纖維在熔噴製造過程中進行靜電充電,使其成為靜電型駐極體熔噴非織造布(濾紙),纖維直徑為2~5μm。這種過濾材料除了利用傳統空氣過濾材料的過濾機理外,同時利用荷電纖維的庫侖力去實現對微粒的捕獲,因此效率增加,阻力下降。目前國際上有預防病毒功能(包括SARS病毒)的3M手術口罩(N95、N97、N99)中就採用了這種過濾材料,美國2003年4月推出的抗SARS空氣過濾器中也採用了這種材料。
由於這種濾料,效率高、阻力低、價格便宜,因此,將這種材料用於一般空調通風用空氣過濾器中,當迎風面風速為0.5m/s時,對0.5μm的灰塵過濾效率可以達到95%以上,空氣阻力只有40Pa,是傳統的櫃式空調機組空氣過濾器(一般為尼龍網)無法相比的。這種空氣過濾器已經在大型商場、超級市場、醫院空調系統應用近10年,並已應用到家庭中,如菲爾萃空氣凈化器取得了很好的空氣凈化效果。
對生產工藝加以全面改進,目前已能生產鈉焰法效率達到99.9999%的駐極體靜電過濾材料,同時也解決了這種過濾材料存在的均布性較差和強度不高的缺點,為高效空氣過濾器提供了一種理想的過濾材料。駐極體靜電合成纖維過濾材料的產品化很大程度上解決了空氣過濾器效率與阻力的矛盾。

⑻ 駐極體材料是什麼

—.駐極體及其制備
常見的電介質在外電場作用下發生極化,當去除外電場,電介質的極化現象也隨之消失.駐極體是具有長久電荷的電介質,它的電荷可以是因極化而被「凍結」的極化電荷,也可以是陷入表面或體內「陷阱」 中的正、負電荷.與鋼棒經磁化後具有剩磁成為永磁體類似,人們也把具有長久保留電荷的電介質叫永電體,習慣上稱為駐極體。
1919年日本海軍大學的江口元太郎甚首次人工製成駐極體.當時用巴西棕櫚蠟與松香的等量混合,再加些蜂蠟,熔融至130攝氏度,加上15千伏每厘米的電場,冷卻凝固後,去掉電場,便製成駐極體.這種制備方法熱極化法.
隨著人們對駐極體的研究和應用,制備的材料不再用天然材料的混合物,而是大量使用人工製造的聚合物資料,如聚四氟乙烯(PTFE),聚偏二氟乙烯(PVDF)等,聚合物駐極體具有更好荷電能力優良的機械性能,可製成微米量級的薄膜.用熱極化法制備時,加熱溫度應稍高於聚合物的玻璃化溫度(聚四氟乙烯約150~200攝氏度),所用電場約0.1~1千伏每厘米,極化時間約幾分鍾到1小時,此期間保持恆溫.而制備方法除熱極化法之外,還有電暈法,電子射線法和液體接觸法等。
二 駐極體電荷情況
駐極體荷電情況是比較復雜的,包括有表面電荷、極化電荷和體電荷.表面電荷是由於介質表面存在雜質、氧化物、被切斷的分子鏈等形成聚合物的表面陷阱,可能捕捉正、負電荷成為表面電荷;在電介質中,偶極子的每一個平衡位置對應著位能的極小值,當獲得附加能(如加熱)或在外電場作用下使位阱偏斜,就有可能超出原來的位阱,而沿外電場方向整齊排列,冷卻後,偶極子就被「凍結」在電場方向上,形成永久極化電荷;在聚合物體內往往有雜質離子及各種缺陷,形成了正、負電的陷阱,在外電場的作用下,正負離子將向兩極分離,並可能被陷阱捕獲,外界電荷也可能注入介質內的陷阱中,形成永久性電荷,這種電荷稱體電荷.
在實際應用中,多數情況下不必詳細了解駐極體具體的荷電情況,只要了解介質表面或它與電極之間氣隙的電場,這時,可用等效表面電荷的概念來描述駐極體的荷電特性.設想駐極體的全部電荷摺合成一定數量集中在表面,而內部好象沒有電荷,如果這種摺合表面電荷在表面及氣隙中所產生的場強與實際場強相等,這種摺合表面電荷就叫做等效表面電荷。
三. 駐極體的場強和表面電位
在研究應用中,駐極體通常處在平行板電極之中,電極與駐極體表面相互平行.最簡單的如由一面蒸鍍金屬的駐極體薄膜,與另一金屬板構成, 如圖7-1所示.設駐極體的厚度為L,相對介電常數為 ,等效表面電荷面密度為,駐極體表面與另一電極間夾有空氣層,厚度為d,為簡便起見,只討論兩電極短路的情況。 根據靜電場的高斯定理有 (1) 根據靜電場的環路定理有 (2) 解得: (3) 上式E表示氣隙中的場強.由於兩電極短路,駐極體兩表面間的電位差應等於駐極體表面與電極間氣隙兩端的電位差,即為駐極體的表面電位,其絕對值可表示為 (4) 在實際測量中,有L< ,則用 表示在這一條件下的表面電位,有 (5) 上式表明,駐極體表面電位只決定於其等效表面電荷面密度及自身是厚度.駐極體的表面電位可用特製的表面電位計測量(測時電極接地),從而便可計算出等效表面電荷面密度。
駐極體在工業技術、醫學、生物學等領域都有應用,下面介紹駐極體傳聲器、駐極體空氣過濾器和傳真圖像記錄等幾種。 四.駐極體傳聲器
駐極體傳聲器是駐極體換能器的一種,它是依據靜電效應進行工作的,它的結構如圖7-1所示,再稍加改造便可,將對著駐極體裸露面的極板穿了少數小孔,並用氣隙墊圈隔開,即成為充以駐極體和空氣雙層介質的電容器.兩極板之間用電阻器R連接,R便上傳聲器的前置放大器的輸入電阻。
如圖7-2所示,因此,這種傳聲器叫做駐極體電容傳聲器(實際上氣隙和駐極體薄膜的總厚度與傳聲器的直徑相比是微不足道的)。由於駐極體薄膜帶有電荷,在氣隙中產生電場,使得氣隙兩端有一定的電壓 ,這就提供了固有偏壓,另一方面駐極體薄膜也是傳聲器的振膜.當聲波以振幅l 、圓頻率 的正弦波作用在振膜上時,振膜便按正弦規律振動起來,通過嚴格的數學運算,可求出在R上產生的與聲波同頻率的交流信號電壓為 (6) 其中C為傳聲器的電容,其它各量均與上設相同.這樣,就實現了聲電轉換過程,聲頻電信號經放大後,可推動揚聲器,也可以激勵錄音機磁頭,將聲音的電信號再轉換成磁信號儲存在磁帶中。
駐極體電容傳聲器有較好的聲學特性,其工作頻率可從10 ~10 赫,有低的諧波失真,低的機振靈敏度和好的瞬態響應,對磁場不敏感,對水汽造成的短路也不敏感,且易於設計.目前使用極為廣泛的無線話筒,便是駐極體電容傳聲器的一種。
五.駐極體空氣過濾器
用聚丙稀纖維製成的空氣過濾器,可以高效率地從污染的空氣中除去粒徑為微米級的塵埃,這種過濾器已用於超級凈化工房。
將聚丙稀拉伸的薄膜用電暈法充電,隨後切纖維,由於纖維間的靜電斥力,混亂堆放的纖維之間將保持著比較均勻但不規則的空隙,把這些纖維裝入清理空氣通道中,便能除去漂浮在空氣中的塵埃。
< 駐極體纖維是靠靜電吸力除去塵埃的.由於靜電吸力作用距離較長,過濾器中駐極體纖維之間的空隙可以比較大,故流過過濾器後氣流的壓力降落比非駐極體過濾器要小;而且潮濕和電離的空氣不會使過濾器中的駐極體纖維顯著放電.因此,駐極體空氣過濾器是受歡迎的節能高效過濾器。
六.傳真圖像記錄
商用傳真圖像記錄是電子束將電荷像沉積在絕緣介質表面,經顯影而成,其裝置如圖7-3所示.在陰極射線管屏幕上穿通地鑲嵌著許多彼此平行而絕緣的細短導線,導線一端在管內,另一端在管外,分別整齊地排列在射線管屏幕內、外兩個平面上,塗有高電阻率的介質膜的紙帶緊貼在射線管的屏幕上,當被圖像調制的電子束掃描時,落在屏幕的導線端上的電荷便傳到紙帶的介質膜上,在紙帶上形成一個電荷潛像,再用帶異種電荷的色粉與具有潛像的紙帶接觸,由於靜電效應,潛像便變成可見的圖像。
如果掃描電子束的直徑為0.5微米,能量為10keV.可以直接在氟朔料薄膜上寫字作圖,生成的圖像可以保存許多年。
此外,值得一提的,用駐極體可製成醫用材料,如我A國首創的消炎止痛膜用於治療某種類型的傷痛,已取得良好的療效,獲得國際尤里卡發明金獎,並已批量生產;駐極體薄膜的電場有阻止血栓形成作用,有希望成為人造血管的材料等等。

來自: http://dcx.gzhu.e.cn/showarticle.asp?aid=9

⑼ 聚合物駐極體的定義

高聚物駐極體,polymeric electret 在無外電場作用下,能半永久保持電極化狀態,並向周圍環境施加電作用力的聚合物電介質。
目前已有實用價值的有聚四氟乙烯、全氟乙烯與全氟丙烯的共聚物,及聚丙烯等。用於電-聲換能器及電-機械換能器,如音頻傳聲器、光顯示面板、電子照相術及靜電記錄、駐極體氣體過濾器等。

駐極體是在產生極化的外部作用被除去後,仍能長時間保持極化狀態的電介質。它可以含有被凍結的偶極取向或含有由電極注入的空間電荷。駐極體通常是在較高的溫度下,將強電場施加到電介質上,然後保持電場不變,使電介質逐漸冷卻而製得的。用這種方法製得的駐極體稱熱駐極體;在強電場下,經光照後製得的駐極體稱光駐極體;在強電場下,進行輻照後製得的稱輻射駐極體;只通過施加強電場而製得的稱電駐極體;只通過施加磁場製得的稱磁駐極體;在電場下於有機溶液凝固過程中製得的稱低溫駐極體;通過高聚物形變製得的稱力學駐極體;通過摩擦的方法製得的稱摩擦駐極體;通過電暈極化製得的稱電暈駐極體。所有這些駐極體的穩定表面電荷量都約為10庫/厘米量級。

作用:高聚物駐極體可作為靜電場的源,在電容式聲電換能器中,可用駐極體代替電容的一個極板,從而省去了直流偏壓。高聚物駐極體還可用於靜電計、靜電伏特計中以產生電場,也可作為計量儀的敏感元件以及用於氣體過濾等。高聚物駐極體纖維有長程的靜電吸引作用,所以過濾氣體時,不用像一般纖維堆積得那麼密實,這樣能減小對氣流的阻力,這種性能不僅有利於用作高效及高流動空氣過濾器,而且適用於做保護個人健康的面罩。駐極體濾膜還可用於生物離子和自由基或細菌的電荷捕捉器。高聚物駐極體與生物組織有優良的相容性,可放入體內促使新骨生長。上述這些應用,其中有的尚處於研究階段。

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