Сегнетоэлектрический термостойкий материал Советский патент 1983 года по МПК H01G7/04 

,

-io -60 - O-fO tC

ел

О)

фовЛ Изобретение относится к пироэлек рическим соединениям для нелинейных емкостн з1Х элементов. Известно, что сильными пироэлект рическими (сегнетоэлектрическими) свойствами обладает дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) в интервале температур 30 - . Температура точки Кюри у ДНК равна 60°С. В ДНК возникает значительное собственное поляризационное напряжение ,(1 . Основной недостаток биополимера с точки зрения использования его в различных областях современной техники заключается в том, что он не термостоек и не может быть получен в требуемом количестве для практического использования. Цель изобретения - разработка вы сокотермостойкого синтетического кремнийорганического полимерного ма териала, обладающего пироэлектричес кими свойствами. Поставленная цель достигается тем, что в качестве сегнетоэлектрического высокотермостойкого материа ла применяют полидиметилсилоксан об щей формулы . Силиконовые эластомерыхарактеризуются исключительно широким ин- тервалом температур от -80 до -2ЬО и выпускаются в достаточном количес .ве промышленными предприятиями. Пироэлектрические свойства полидиметилсилоксана позволяют использо вать его в новых отраслях, в которы ранее кремнийорганические полимеры не применялисьJдля изготовления нелинейных емкостных элементов, а так же всевозможных устройств, рабОога которых основана на явлении спонтан ной поляризации. Полидиметилсилоксан отличается от других известных эластомеров тем, что он имеет низкую температур стеклования, которая составляет -123 С, низкое значение энергии активации вязкого течения полимеров 3,7 ккал. Приведенные характеристики свидетельствуют о высокой гибкос ти макромолекул полидиметилсилоксана, что играет главную роль в кинетике его кристаллизации, определяя возможность переупаковок цепей, ведущих к образованию зародышей кристаллов и способствующих организации внутренней структуры полимера, благодаря которой он приобретае пироэлектрические свойства. Пример. Пленки из полидиметилсилоксана общей формулы толщиной 70 - 100 мкм помещают между измерительными электродами диаметром 1,.510 м. Исследуемый образец помещают в специальную камеру, позволяющую проводить измерения в атмосфере различных инертных газов. Образец подключают к электрометру. Охлаждают образец в атмосфере гелия со скоростью 2 град/мин от комнатной температуры до . При охлаждении образца, начиная с комнатных температур, электрометр фиксирует ток поляризации, величина которой незначительно уменьшается. В области температуры кристаллизации полидиметилсилоксана -70°С наблюдается резкое увеличение тока спонтанной поляризации ( д) (фиг.1), который проходит через максимум. Спонтанная поляризация (Р) резко возрастает в области максимума тока спонтанной поляризации. В этой же области температур величина относительной диэлектрической проницаемости Sпретерпевает резкий скачок (фиг.2). Характер изменения величин ig, PS и в зависимости от температуры имеет вид, типичный дл-я пироэлектриков в области температуры, соответствующей точки Кюри. Направление тока спонтанной поляризации можно изменять, задавая незначительный градиент температуры между измерительными электродами, при этом -у более горячего электрода возникает положительный,, а у холодного - отрицательный заряд. Направлением спонтанной поляризации полидиметилсилоксана можно управлять не только создавая заданное направление градиента температуры между электродами, но и внешним электрическим полем. Так, если охлаждать образец в сравнительно невысоком внещнем электрическом поле 10 В/м, которое выключается при от -65 до , то при дальнейшем охлаждении образца направление спонтанной поляризации определяется направлением приложенного внешнего электрического поля и не зависит от направления градиента температуры. Исследуемый полидиметилсилоксан имеет мол. массу 600000. Предлагаемое кремнийорганическое соединение обладает значительным пироэлектрическим эффектом, вознигкающий при охлаждении ток спонтанной поляризации имеет сравнительно высо-:

кую величину - значение плотности тока в максимуме .

Использование полидиметилсилокса-. на, образующего прочные однородные

прозрачные пленки, в качестве пироэлектрика упростит технологию изготовления нелинейных емкостных элементов специального назначения.

Применение полидиметилсилоксана общей формулы В качестве сегнетоэлектрического термостойкого материала для изготовления конденсаторов.

3.4-ЗЛ

-з.г

-3.1 3.0