еделяется концентрацией га,-, зарядом gi и подвижностью х,- всех видов носителей:

Y = 2"«^'x' (2)

i

В соответствии с физич. природой носителей зарядов различают ионную, молионную (электрофоретическую) и электронную проводимость.

Ионная и молионная проводимость. Ионная проводимость в обычных условиях характерна для р-ров причем в области темп-ры стеклования Гс на кривых lgy—1/Г обычно наблюдается излом (рис. 2). Это объясняется тем, что при Т>ТС подвижность носителей заряда возрастает с темп-рой более резко, чем при Т<ТС. Значение ионной проводимости полимеров, как и низкомолекулярных тел, существенно уменьшается с ростом внешнего давления.

Молионная проводимость характерна для р-ров белков и полиэлектролитов, суспензий, эмульсий; она широко используется для нанесения полимерных покрытий в электрич. поле (метод электрофореза). Этот вид Э. п. можно наблюдать и в пластифицированных полимерных материалах.

Электронная проводимость при сравнительно невысоких Т и Е обусловливает перенос зарядов в полимерных полупроводниках, электропроводящих полимерных материалах, а также в полимерных диэлектриках, макромолекулы к-рых содержат сопряженные двойные связи. Согласно представлениям зонной теории твердых тел, электронная проводимость обусловлена переходом электронов из валентной зоны в зону проводимости. Для такого перехода необходима энергия, определяемая шириной запрещенной зоны. Вакансии в валентной зоне называют дырками и рассматривают как положительные частицы.

Электронная проводимость обнаружена у полимеров с гетероциклами в цепи типа полиимидов, полибенз-оксазолов, а также у поливинилкарбазола, громоздкие боковые группы к-рого образуют цепь сопряженных связей. Для виниловых полимеров связи С—С полностью насыщены, ширина запрещенной зоны велика (напр., для политетрафторэтилена 10,07 эв). Однако и в этом случае под воздействием ионизирующей радиации, тепла, сильного электрич. поля может происходить ионизация макромолекул и образование свободных или слабо связанных электронов (полиэтилен, полистирол и др.). Электроны м. б. также инжектированы в полимерные образцы из металлич. катода. Эти электроны застревают в дефектах структуры; образующиеся объемные заряды препятствуют дальнейшей инжекции и являются причиной возникновения токов, ограниченных пространственными зарядами (т. наз. ТОПЗ). Этот вид электронной Э. п. исследован в полимерах сравнительно мало.

С ростом Т электронная Э. п. полимеров возрастает по экспоненциальному закону:

Y = Yoexp(-?r/2M') (3)

где Yo — предэкспоненциальный множитель, Ет— термич. энергия активации Э. п., к — константа Больцмана. Значение Ет характеризует ширину запрещенной зоны или глубину залегания дефектов структуры, к-рые м. б. ловушками для электронов.

В отличие от ионной, электронная проводимость возрастает при кристаллизации полимеров и при повышении внешнего давления. Образование внутри-или межмолекулярных комплексов с переносом заряда также приводит к увеличению электронной проводимости. Подвижность электронов и дырок в полимерах на 2—6 порядков превышает подвижность ионов.

Электронная проводимость полимерных диэлектриков, возникающая под воздействием ионизирующей радиации, возрастает при повышении интенсивности / радиации по ф-ле:

у~1" (4)

где а — постоянная для данного полимера и вида излучения, принимающая значения от 0,5 до 1,0. Считается, что такие значения а — следствие экспоненциального распределения по энергиям ловушек электронов относительно нижней границы зоны проводимости. Ценные сведения о ловушках в полимерах дает исследование токов, наблюдаемых при нагреве образца, облученного при низкой темп-ре.

Предполагается, что для нек-рых органич. полимеров при 100—300 К м. б. характерна сверхпроводимость, однако экспериментально это не подтверждено.

Лит.: Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Са-жина, 2 изд., Л., 1977; Электрические свойства, в сб.: Конструкционные свойства пластмасс, пер. с англ., под ред. Э. Бэра, М., 1967; Sean or D. A., J. Polymer Sci., A2, 6,463 (1968); Л и ттл У., Усп. физ. наук, 86, в. 2, 315 (1965).

.Б И CciotcwH,

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ полимеров (dielectric strength, dielektrische Festigkeit, rigidite dielect-rique) — минимальная напряженность внешнего электрич. поля, при к-рой происходит пробой диэлектрика, т. е. диэлектрик теряет свои электроизоляционные свойства и в нем образуется проводящий канал. В однородном электрич. поле Э. п. Е„р = Unplh, где Unp — электрич. напряжение пробоя (пробивное напряжение), h — толщина образца.

Исследование на пробой можно проводить в постоянном поле, переменном поле при плавном повышении напряжения, а также при импульсных испытаниях (ГОСТ 6433—71). Для изучения электрич. старения и надежности электрич. изоляции диэлектрик выдерживают под напряжением длительное время (сотни и тысячи часов).

Физич. природу пробоя изучают в условиях исключения разрядов у краев электродов, а также частичных разрядов в газовых прослойках между электродами и образцом. Для этого используют плоские образцы со сферич. выемкой либо пленки, помещаемые между сферич. электродами, с заполнением всех зазоров эпоксидной смолой. В таких условиях Епр практически не зависит от толщины образца.

С повышением темп-ры Т величина Епр большинства

Зависимость электрич. прочности jEnp от темп-ры Т для полиметилметакрилата (1), поливинилового спирта (2), полистирола (3), полиэтилена (4), поли-изобутилена (5) и кремнийорганич. каучука (6).

полимеров обычно снижается, особенно резко в области темп-ры стеклования для аморфных полимеров и темп-ры плавления для кристаллических (рисунок). При комнатной и более низких темп-рах полярные полимеры имеют более высокую Э. п. (10—15 Мв/см), чем неполярные (5—7 Мв/см). С повышением жесткости полимера (напр., в результате радиационного сшивания полиэтилена) зависимость E„v=f(T) становится менее резкой. При импульсных испытаниях эта зависимость также слабо выражена. При комнатной темп-ре в области малых длительностей т воздействия импульсов (5-Ю-9 сек) для образцов малой толщины (h <50 мкм) Env возрастает с уменьшением т и А.

Резкое снижение

Электрическая прочность нек-рых полимеров (технич. испытания в переменном поле частотой 50 гц при непрерывном повышении напряжения; темп-ра 25 °С)

Полимер Толщина образца, мм Электрич. прочность, кв/мм

Полиэтилен 2 28—36

1 28—40

2 20—25

0,02 150—180

4 25—47

0,1—0,3 40—80

2 21—23

2 27—31

2 35—45

Феноло-формальдегидная смола 15—18

4

2 22

0,02 350—450

0 ,04 100—275

ЕПр с темп-рой и зависимость

?пр=/(т) может свидетельствовать о тепловой форме пробоя (см. Диэлектрические свойства). Это подтверждается и расчетами, в к-рых учитывается зависимость уд. электрич. проводимости от напряженности поля. Др. возможная причина температурной зависимости ?пр — электромеханич. сжатие полимеров в области высокоэластич. состояния.

При технич. испытаниях обычно применяют такие электродные устройства, к-рые не устраняют краевых и частичных разрядов. Это приводит к резкому искажению поля и снижению Unp, вызывает рост древовид

ных каналов неполного пробоя (дендритов) и разрушение (эрозию) полимерных пленок. Под действием разрядов происходит электрич. старение полимерной изоляции, завершающееся пробоем к моменту тж (время жизни). Установлено эмпирич. соотношение:

x^ = BtE~"t (1)

где В,-, иг,— характеристики полимера, принимающие различные значения для двух интервалов напряженности поля — EЕ* (г=2). В переменном поле при Е<.Е* время жизни тж обратно пропорционально частоте, а в постоянном поле зависит от темп-ры по ф-ле:

T^ToexptAHW) (2)

где т0 — предэкспоненциальный множитель, A W — коэффициент, значение к-рого для разных полимеров находится в пределах 0,5—2,0 эв, к — постоянная Больцмана, Т — абсолютная темп-ра. Соотношения (1) и (2) могут применяться для прогнозирования надежности электрич. изоляции.

Для исследования пробоя полимеров в неоднородных полях применяют электроды с малым радиусом кривизны — игольчатые или сферические. В этом случае {/пр нелинейно возрастает с увеличением расстояния между электродами и ростом радиуса кривизны электрода, а также зависит от полярности электродов (Unp при отрицательной полярности иглы выше, чем при положительной, как и для неполимерных диэлектриков). Рассчитанное по ф-лам электростатики значение ?макс у поверхности острия выше E„v, определенной в однородном поле. Это объясняется ослаблением напряженности поля у острия вследствие инжекции носителей зарядов из электрода или возрастанием электрич. проводимости полимера в сильных электрич. полях. Зависимость Unp от полярности электродов м. б. обусловлена в основном ударной ионизацией электронами.

Лит.: Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Са-жина, 2 изд., Л., 1977; Конструкционные свойства пластмасс, пер. с англ., под ред. Э. Бэра, М., 1967; К о й к о в С. Н., Ц и-кин А. Н., Электрическое старение твердых диэлектриков и надежность диэлектрических деталей. Л., 1968. С. Н. Койков.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА полимеров — см. Диэлектрические свойства, Диэлектрическая проницаемость, Полупроводники полимерные, Электрическая проводимость, Электрическая прочность, Электреты полимерные, Электропроводящие полимерные материалы.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — см. Электрическая проводимость.

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЬГЕ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ (electrical insulating paint and varnish coatings, Elektroisolieranstriche, revetements de peinture et vemis electrique isolants). Эти покрытия предназначены для защиты узлов и деталей электрич. машин, аппаратов, радиотехнич. и радиоэлектронной аппаратуры и др. от действия влаги, масел, растворителей, химич. агентов, пыли, электрич. дуги и др. внешних факторов. Э. л. п. могут наноситься на элементы электроизоляции или непосредственно на металлы для создания на их поверхности электроизолирующей пленки, напр. при лакировке листовой электротехнич. стали для магнитопроводов. К специальным видам Э. л. п. относятся полупроводящие покрытия для противоко-ронной