Способ определения срока службы электрета из полимерного диэлектрика Советский патент 1978 года по МПК G01N13/00 

1

Изобретение относится к области производства электретных преобразователей, иаиример микрофонов, громкоговорителей, электростатических фокусирующих устройств И т. п., и может быть использовано в качестве экспрессметода определения срока службы указанных П1реобраз10В1ателей, работающих в условиях повышенной влажности.

Срок Тс электретных преоб разов1ателей в указанных уеловиях определяется сроком электрета, зависящим от времени релаксации Тр электретного заряда в полимерном диэлектрике, из которого изготовлен электрет.

Известен способ определения времени релаксации электретного заряда в диэлектрике- полимерной пленке - из измерений токов термодеиоляризации.

Согласно этому способу измеряют ток термодеполяризации /(т) образца при линейном изменении его температуры со временем т, а также определяют полный электретный заряд образца Q. Из величин /(т) и Q рассчитывают величину Тр.

Указанный способ сопровождается разрушением электретного заряда, поэтому он не может применяться в качестве экспресс-метода определения срока службы электрета.

Известен также способ определения величины Тс из зависимости поверхностной плотности ст электретного заряда, нанесенного на поверхность диэлектрика, от времени. Ио этому способу, измеряя через оиределенные промежутки времени поверхностную илотность а электретного заряда, находят время т, при котором величина а составит некоторую часть (например, 80%) от величины Оо поверхностной плотности электретного заряда в момент начала отсчета времени. Время Тс принимают за срок службы электретного преобразователя.

Однако релаксация электретного заряда, онределяемая физическими процессами, происходящими в материале диэлектрика, может происходить очень медленно, от 2-3 месяцев до десятков лет (например, на фторопластах). Поэтому на определение срока службы Тс указанным способом требуется минимум 2-3 месяца, а, как правило, 1-2 года. Следовательно, описанный способ невозможно иепользовать в условиях производства для контроля за качеством электретов и, следовательно, электретных преобразователей.

Пелыо изобретения является разработка способа оиределенш срока службы электрета в самых жестких условиях - при 98% Елгжности, позволяющего интенсифицировать процеес измерения величииы Тс в условиях иромышлеиного иреднриятия.

Для этого -на поверхность диэлектрИка наносят каплю жидкости, измеряют величину угла смачивания и рассчитывают срок службы Тс по уравнению;

Сс (0,184е)1пср,

где Тс - срок службы, сек;

9 - угол смачивания жидкости материала диэлектрика;

р - заданная характеристика стабильности электрета.

В качестве основы электрета могут применяться любые диэлектрические материалы с удельным объемиым сопротивлением больше 10 ом-см, наоример, полимерные плепки, такие, как фторопластовые, полистирольные, нолипроииленОВые и т. п.

Электретный заряд наносится на диэлектрик любым способом поляризации, например, поляризацией в коронном разряде. Время рел-аксации тр электретного заряда не зависит от метода поляризации и определяется электрическими свойствами материала диэлектрика.

Величина ф характеризует стабильность во времени электретного заряда, нанесенного на диэлектрик, и определяется выражением:

.. °Ы

So

где а(тс)-величина поверхностной плотности электретного наряда в конце гарантированного срока службы, в момент Тс,

СГо -величина поверхнОСтнои плотности электретного заряда в момент изготовления электрета, к/см.

Величина ф задается техническими требованиями к материалу диэлектрика, на основе которого изготавливается электрет.

Предлагаемый способ является экспрессметодом, позволяющим iB короткий срок (до

20 мин) определять гарантированный срок службы электрета, работающего в самых жестких условиях - при повышенной влажности. Применение способа позволяет в короткий срок отбраковывать дефектные электретные преобразователи и, следовательно, осуществлять контроль за качеством продукции, в которой используется электрет.

Формула изобретения

Способ определения срока службы электрета из полимерного диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью ускорения определения, на поверхность диэлектрика наносят каплю жидкости, измеряют величину угла смачивания и рассчитывают срок службы Тс по формуле:

(0,184в)1п,

где Тс - срок службы, сек;

6 - угол смачивания, град; Ф - заданная характеристика стабильности электрета.