Как уже отмечалось вольтамперная характеристика жидких диэлектриков, содержащих примеси, обычно имеет два основных участка: допороговый Омический участок и послепороговый квадратичный участок. Эти особенности ВАХ обсуждаются в ряде работ. Впервые попытки объяснения послепорогового участка ВАХ при помощи конвективной транспортировки заряда ЭГД-течением были предприняты Остроумовым. [] В дальнешем эта идея разрабатывавлась в ряде работ[]. Поскольку электрогидродинамическая подвижность, значительно выше обычной, появление ЭГД-течений значительно ускоряет транспорт заряда через межэлектродный промежуток и, следовательно, существенно изменяет характер ВАХ. Однако при более детальном рассмотрении всех стадий транспортировки заряда с учетом зонной структуры ЭГД-течения, можно сделать вывод, что квадратичный характер ВАХ определяется наиболее медленной стадией процесса.
Рассмотрим эти стадии на примере встречных ЭГД-течений в симметричной системе электродов провод-провод.
1. Первая стадия процесса это садия перехода заряда с поверхности электрода в жидкость. На катоде эта стадия характеризуется переходом электрона с металла на молкулу примеси, на аноде наоборот электрон с примесногй молекулы переходит на металлический электрод, образуя положительнвй ион. В литературе достаточно широко рассматриваются приэлектродные реакции[]. Наиболее полный учет особенностей приэлектродного обмена дается выражениями ().
2. Вторая стадия это миграция иона через неподвижный приэлектродный слой в жидкость. На пути следования ион обрастает сольватной оьолочкой, обеспечивающей повышенную степень взаимодействия заряда с окружающими молекулами жидкости.
3. За пределами приэлектродного слоя ион движется вначале разгоняя жидкость в пределах зоны ускорения а затем практически без ускорения в центральной струе ЭГД-течения.
4. Далее в пределах встречных боковых струй происходит рекомбинация противозарядов, поступающих от анода и катода.
Можно условно записать электрическое сопротивление межэлектродного промежутка в виде суммы сопротивлений отдельных стадий процесса R= R1 +R2 +R3 +R4. Именно наиболее медленная стадия процесса, имеющая наиболее высокое сопротивление, определяет ход волтамперной характеристики системы электроды-жидкость. Какая же из описанных стадий является наиболее медленной? Предположим, что это стадия 4, стадия рекомбинации заряда. Оценки характерного времени приэлектродных реакций показывают, что они протекают достаточно быстро. Приэлектродные слои имеют малую толщину, порядка 0,1 мм, напряженность поля в них достаточно высока. Поэтому относительное сопротивление приэлектродного слоя R2 мало. Как уже отмечалось, ЭГД-подвижность достаточно высока, и, следовательно, сопротивление R3 также невелико.
Зона рекомбинации имеет характерную толщину порядка 0,1 l0, транспорт противоионов осуществляется в ней за только счет миграции в направлении поперек линиям тока течения. Боковые усы сильно вытянуты в поперечном направлении, и это повидимому связанно с замедленной рекомбинацией противоионов. Известно, что ток рекомбинации пропорционален ari2, где a-коэффициент рекомбинации, ri2 - квдрат плотности объемного заряда. Если считать ri2 ~ U2, U – напряжение на электродах, то квадратичный характер ВАХ становится понятным. В этом случае конвективная составляющая тока rv ~ U2, а v~U, что и наблюдается в эксперименах. Таким образом квадратичный участок ВАХ можно объяснить, с позиций определяющей роли рекомбинации, а не конвективного вклада.
Схема установки:
 |
Рис.2Л Блок-схема установки для записи динамических вольтамперных характеристик:
а) I - генератор сигналов специальной форма (Гб-15)
2 - высоковольтный источник питания специальной формы
3 - измеритель малых токов (ИМТ - 05)
4 « двухкоординатный самописец ( - 002)
5 - цифровые вольтметры (К - 1516)
6 - высоковольтный делитель напряжения
7 - экспериментальная кювета
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.