Способ определения природы проводимости диэлектриков

, ъ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 395789 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик висимое вт. св етельствал, б 01 г 27/26 аявлено 18,1,1971636590/18-10) с присоединениемПриоритетОпубликовано 28 киосудврственныи комитетСовета Министров СССРло делам иэооретенийи открытий ДК 621,317.786(088,8 Ч.1973. Бюллетеньта опубликования описания 25,1.1 Авторыизобретеци ская, Н. М, Бобкова, А. К. Гри и Л. Д. Сошин усский ордена Трудового Крас политехнический институт. Де ного Знам явител СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДЪДИЭЛЕКТРИКОВ ОДИМОСТИ 25 Изобретение относится к способам определения природы проводимости диэлектриков, например, малопроводящих (бесщелочных) стекол.Известные химические способы определения природы проводимости диэлектриков не позволяют исследовать высокоомные диэлектрики.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия при определении природы проводимости высокоомных диэлектриков.Это достигается тем, что через образец твердого диэлектрика пропускают электрический ток и определяют качество и количество выделившихся на электродах продуктов электролиза нейтронактивационным анализом самих электродов.Объектом исследования были бссщелочные стекла, содержащие барий, Эти стекла обладают высокими электрическими свойствами (ря 5 о с =10 бом - см - ) и вопрос о природе их проводимости является очень важным,Схема реализации предлагаемого способа состоит из источника питания, измерительной ячейки, помещенной в электропечь, терморегулятор а, микроамперметра, соединенного с записывающим устройством. Кулонометр в цепи отсутствует. Это связано с тем, что в бесщелочных стеклах очень медленно устанавливаются процессы поляризации. Кулонометры, являющиеся по принципу деиствия интеграторами тока, суммируют весь ток, проходящий через образец (ток проводимости + ток поляризации), в то время, как для расчета важен лишь ток проводимости, связанный с перемещением частиц ца достаточно большие расстояния. Необходимое для расчета чисел гереноса количество электричества, протекшие в цепи, определяется из графиков зависимости У=(1 щ), с вычетом части площади, которая обусловлена поляризационцым током.Измерения проводят следующим образом.Образец стекла, изготовленный в виде плоскопараллельцой пластинки или тонкостенной трубки, на поверхности которой нанесен в вакууме слой алюминия высокой чистоты, подвергают электролизу в течение нескольких часов в электрической печи. Тсмпературу в печи поддерживают постоянной в течение всего опыта. С момента подачи напряжения на образец и до его отключения ведут цепрсрьиную запись тока, проходящего через образец (ток фиксируют чувствительным прибором). Напряжение снимают с приборов ВС(б 00 - 4000 в) и ИВН(3000 - б 000 в).Для определения продуктов электролиза стекол (т(,) применен метод нейтроцактивационного анализа. Исследуемыми образцами может служить алюминиевая фольга, снятая с ацодцой ц катодцой поверхности стекла.395789 40 Предмет изобретения Составитель Г. Невская Редактор А, Батыгин Корректор Е. Хмелева Е. Борисова Техред Заказ 28/17 Изд. М 965 Тираж Уоо Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типограсрия,пр. Сапунова, 2 Анодная фольга служит контрольным образцом (ца ней не должно быть следов выделившегося бария).Образцы готовят следующим образом.Из полиэтиленовой пленки, тщательно промытой хромовой смесью и 98%-,ным спиртом, изготавливают пакетики размером 5 К 5 мм. Края пакетика заплавляют под пламенем спиртовки. В пакетик помещают металл (фольгу), снятый с катодной поверхности пластинки, после чего пакетик полезностью запаивают, В остальные четыре пакетика запаивают эталоны сравнения: металл (А 1) и три цавески ВаО с содержанием металлического бария 10 -10 - з, 10 4 г.Все образцы с эталонами помещают в полиэтиленовый пенал и облучают в вертикальном канале реактора потоком тепловых нейтронов 1,5)(1012 н/смсек в течение 1 час, После облучения образцы выдерживают 2 час для исключения вклада в спектр активности короткоживущих изотопов, Для эксперимента желатсльно выбирать образцы, в которых теоретически вычисленная масса бария составляет 10 - 5 - 10 - г. Выбор образцов со столь высокой концентрацией бария обусловлен желанием провести измерения при достаточно малой статистической погрешности,Измерение количества бария на алюминиевых электродах производят по у-излучению изотопа Ва 139 (Т 1/2 - 85 иин 164 кэв), как наиболее подходящего для этой цели (малый период полураспада и большое содержацис Ва 138 в естественной смеси 71,7%. Спсктры излучения сцимаГОт на низкофоновом однокристальном сцинцилляционном у-спсктромстре при одной геометрии. Детектором служит кристалл Иа 1(Т 1) размером 7070. В качестве регистрирующего прибора используется многоканальный амплитудный анализатор АИ,Благодаря низкой активности мешающих элементов (Са, Ха, другие изотопы Ва) методика обработки спектров очень проста: к низко- и высокоэнергетическим краям пика полного поглощения линии - 164 кэв проводят касательную и измеряют площадь, лежащую выше нее. Поскольку статистическая погрешность мала, точность определения части площади пика полного поглощения по этой методике весьма высокая. Найдецны 14 период полураспада для этой линии це отличался От приводимого в литсратуре более, чсм +-1,5 лГин,При такой методике для всех образцов н эталонов определяется одна и та же часть площади, После внесения поправок на период измерения время распада и мертвое время 5 анализатора определение количества бария производят по формуле: обр 5 ГГГэксп -- 1 этаа этап10 ГдЕ 5 обр И 5 отал. ПЛ 01 Цади ПИКОВ ГОЛНОГОпоглощения линии 164 кэв в спектре образца и эталона после внесения необходимых поправок;Ротал. количество бария в эталоне.15 ПогРешность измсРениЯ це пРевышает 7 в/о.Для определения чисел переноса следует вычислять (по закону Фарадея) теоретическую массу бария, которая долркна выделиться на катоде при электролизе, и сравнить с экспс РИМЕЦтаЛЬНОЙ МаССой барИЯ Шэпсп, ПОЛУЧЕННойиз данных нейтронактивационного анализа:ВГ теор - Яполеан-где 3 - электрический эквивалент Ва;25 Яполезп. - количество протекшего электричества, найденное графически. акоп1=3тптеор30 где Г - число переноса ионов Ва.Если числа переноса равны 1, то это указывает на го, что при данных условиях опыта все электричество переносится ионами бария.С помощью предлагаемого способа установ лена справедливость закона Фарадея в бссщелочцых бариевых стеклах в сильных электрических полях. Способ определеция природы проводимости 45 диэлектриков, основанный на проверке выполнимости законов Фарадея, отличагогчийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия при определении природы проводимости высокоомцых диэлектриков, через об разец твердого диэлектрика пропускают электрический ток и определяют качество и количество выделившихся ца электродах продуктов электролиза цейтровактивациоццым анализом самих электродов.