Электропроводность стекол.
Электропроводность стекол
Обычные стекла – хорошие диэлектрики: при комнатной температуре = 109…1016 Омм
Однако с ростом температуры и при определенном состоянии поверхности появляется электропроводность стекол. Различают:
• Объемную проводимость (заряженные частицы переносятся через массу и объем);
• Поверхностную проводимость
Механизм объемной проводимости
К рис.: Ионы Na+ мигрируют под действием электрического поля к отрицательной внутренней поверхности и получают электроны от катода: Na++e- = Na
Первичность катионов убывает в ряду:
Li…Na…K…Pb…Cs
Анионы в силу большого своего размера могут создавать электричество только в сильно нагретом стекле (SiO33-)
Стекла являются проводниками 2-го рода: - основным ионом ,переносящим заряды в стекле является Na+.
Объемная проводимость стекла зависит от его химического состава и температуры.
Зависимость проводимости стекол от температуры очень сильная
, где А, В – коэффициенты для различных материалов, Т – абсолютная температура
Зависимость проводимости от химического состава – чем больше в стекле Na2O, тем выше его проводимость.
Катионы ЩЗМ (BaO, CaO) слабо влияют на проводимость стекла, т.к. они уменьшают количество свободных электронов в присутствии Na2O, K2O.
Замечание: при повышении температуры в ЭВП (ППП) могут сильно возрастать токи утечки между впаянными вводами – выводами. Токи утечки растут также при повышении частоты (при высоких частотах токи утечки выше).
Поверхностная проводимость
Очень большой вклад в поверхн токи утечки. Она при Ткомн на несколько порядк > обычной.
Она обусловлена наличием:
1. пленок ПАВ
2. абсорбир загязн.
Грязь+ ПАВ =электролит
При Т>100С поверхн провод ~=0, но сильно зависит от влажности воздуха.
ПП можно снизить
1.обезгаж
2.покрытие гидрофобных пленок (силикон)
ПП зависит от состава:
Особенно сильно ПП увел Na и K
Электролиз стекла
Между впаянными вводами при достаточн Т может происходить заметный электролиз.
Na+ мигригует к наиб отриц электроду (эффект-й катод выделяется на нем, стекло объединяется Na).
На эффект аноде выделяется О2. Возле катода стекло темнеет.
Платиновый анод темнеет (О2 окисляется на поверхности).