Полимерные короноэлектреты: традиционные и новые технологии и области применения

Области применения полимерных электретов

Электретом называют диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле. Электреты способны создавать постоянные электрические поля без дополнительных источников питания и высоковольтных преобразователей, являясь аналогом аккумуляторов электрических зарядов, что, несомненно, находит отклик прикладного характера.

Существует несколько традиционных областей применения электретов. Они применяются в качестве элементов:

преобразователей механических, тепловых, акустических, оптических, радиационных и др. сигналов в электрические (в импульсы тока), запоминающих устройств, электродвигателей, генераторов и т.д.;

фильтров и мембран;

противокоррозионных конструкций;

узлов трения;

систем герметизации;

медицинских аппликаторов, антитромбогенных имплантантов

и т. д.

Наибольшее распространение электреты получили в производстве преобразующих устройств, являющихся элементами систем автоматического управления и обработки данных. Они служат для превращения сигналов, поступающих на вход системы, в сигналы той же или другой физической природы, более удобные для обработки, передачи, измерения или регистрации информации. По природе входных сигналов различают механические, акустические, электрические, оптические, тепловые и радиационные электретные преобразователи. Электреты могут применяться и в качестве своеобразных аккумуляторов электрической энергии. Нагревание электрета, например в аварийной ситуации, может дать ток ТСД, достаточный для питания радиопередатчика. В качестве кратковременного электрического источника используют полимерные пьезоэлектрики. С помощью многослойных пьезоэлектрических элементов можно получить высокую отдачу энергии с единицы площади, что бывает необходимо в системах зажигания, и т.п.

Процессы создания или, наоборот, нейтрализации электретного состояния нашли широкое использование в электрофотографии, например, ксерографии, электростатической записи информации, электретной дозиметрии (о поглощенной дозе ионизирующего излучения судят по спаду поверхностного электрического заряда электрета).

Действие электретных фильтров основано на улавливании аэрозольных частиц с помощью механических и электрических сил. Если частицы заряжены, то они притягиваются к электретному элементу фильтра кулоновскими силами. На нейтральных диэлектрических частицах в неоднородном поле электрета наводится заряд. Электрическое удерживание частиц весьма эффективно даже при недостаточной прочности механического удержания, т. о. диаметр частиц может быть значительно меньше диаметра ячеек фильтроэле-мента.

По виду электретного элемента различают два основных типа электретных фильтров - с конструкционными электретными деталями и с волокнистыми электретными материалами. Типичный пример первых - электретные водяные распылители для осаждения пыли. Водяную пыль разбрызгивают с помощью электретных форсунок. Капли воды, контактируя с электретным элементом форсунки, приобретают заряд и более эффективно поглощают заряженные частицы пыли. Приоритет в создании электретных волокнистых фильтров принадлежит И.В. Петрянову. Разработанные им волокнистые электретные фильтры представляют собой слой заряженных тонких полимерных волокон, нанесенных на тканевую подложку или нетканое основание из скрепленных между собой более толстых полимерных волокон.