Введение к работе
Актуальность темы. Среди многочисленных свойств дисперсных ералов важное место занимают элоктроповерхностные'свойства, ледование которых широко развернулось во всем мире за послед-
тридцзть лет, в связи с их определяющей ролью в лио$ильннх лоидах и пленках полярных жидкостей. По лание тонной структу-большого числа природных минеральных разновидностей, придание нужных для практики поверхностных свойств, раскрытие природы имодействия дисперсных минералов со средами различной поляр-ти и создание оптимальных технологий получения новых дисперс-
матеоиалов с физико-химическими свойствами, отвечающими тре-знпям современного уровня производства, является ОДНОІІ из вішх задач в области коллоидной химии дисперсных материалов.
В работе развивается новое направление физической химии по-хне-сти: исследование влияния экстремальных- поверхностных ктоических полей в слоистых силикатах на СЕсйства граничных ных пленок и обратного влияния пленок воды н" свойства крис-лов и композитов, с целью более глубокого понимания ИХ ІІ13П-хи&шческих свойств и свойств граничних ііодішх пленок, а так-рзсакрения областей их использования в технологиях современ-о материаловедения.
Исследование свойств тонких водит: шуэно'к на поверхности ды представляет прежде всего большой научный интерес, так
дает ііШІ-ормаїдао о-новых аномальных свойствах граничных нле-
поды, адсорбированных на электрически активных подложках: о;ьдашш д;шольноориянтпт;о;шой поляризации молекул, умэише-
темпоратуры кристаллизации пленок; дает информацию о свой-af сэ!.;::х активны:; і]ог,гг:ч:иос?л;і кристаллов; ш/юет непосредст-ное отношение к !)м::с!глг1г> ".'! ан:пг'.г> лолігтазічіи л роли грз-:*
4 ничных пленок воды в' природной слюде, которая находит широкое применение в электротехнике, электронике, приборостроении в качестве электроизоляционных материалов. С процессами накопления і релаксации заряда в слоистых диэлектриках связаны,такие электрофизические явления, как электретный эффект, приэлектродная и миграционная ебсорбционние характеристики. Актуальность изучение физако-хивдческих закономерностей и механизма этих явлений определяется также непрерывным повышением требований к надежности электрической изоляции. . оемкости накопителей энергии, расширением областей применешія изоляции'в условиях воздействия электрического поля объемных зарядов, ионизирующей радиации и
Т.Д.
Цздь, д задачи работы. Целью выполненной и представленной в
- качестве'диссертации научной работы является всестороннее изучение методами дцолі.кометрии особых свойств граничных пленок воды введенных в злостітчески активные расколы кристаллов, а также аномальные свойства пленок воды в природных слюдах; влияние вод
* ных пленок на диэлектрические свойства кристаллов и композитов
на их ОСІЮВ.Є. В соответствие с поставленной целью основными за
дачами работы являлись:
экспериментальное и теоретическое изучение процессов электрической поляризации пленок воды в поле активной поверхности кристалла, приводящей к сильному уменьшению диэлектриче-. ской проницаемости и температуры фазового перехода воды;
исследование кинетики и температурных изменений электрической активности ювенильной поверхности кристалла по величине
электропроводности грсличных пленок ВОДЕ;
- теоретическое и экспериментальное изучение влияния вод
но-пленочных включений в' слюдах и слюдяных композитах на их
^диэлектрические свойства в широком температурном и частотном
шазонах;
исследование абсорбционной электрической емкости, элект-:ного и аккумуляторного эффектов в кристаллах и диспеогиро-шых слюдах и роли в них граничных пленок воды;
развитие физичаских моделей, объясняющих свойства крис- шов и композитов на основе слюд и граничных пленок воды в
# Научная новизна работы сводится к следующему:
- впервые показано, что в экстремальных элект ических по-
: поверхности кристаллов слюды резко изменяются свойства плевой воды: диполыю-орйентационная поляризация молекул вырож-тся, диэлектрическая проницаемость воды уменьшается с 80 до диниц; температура кристаллизации воды понижается на двсят-градусов; по этим эффектам оценена напряженность электриче-х полей поверхности;
- обнаружено, что вследствие высокой электрической актив-
ти ювенильных поверхностей кристаллов слюды на них происхо-
мощная адсорбция полярных молекул воды, образующих с по-хностыо прочные связи, возникают полимолекуляоные граничные и воды с повышенной электропроводностью;
впервые систематически изучен комплекс диэлектрических еішй в слюдах и их ::омпозитах, связанных с наличием в них пых пленок-с аномальным свойствами (большие значения поля-ации и диэлектрических потерь/ абсорбционной электрической ости, аккумуляторный и электретный эффекты);
установлено, что под действием /" - излучения частицы поргированных слюд теряют электрическую активность, спо-ность к адсорбции молекул воды, а вместе с ней и аномаль-
ДЯЭЛ0К7РИЧ0СКИ0 свойств. '
' Научная и практическая значимость работы определяется тем, что в ней установлено резкое отличие свойств пленочного состояния воды от объемного, что позволяет объяснить механизмы ряда ражньк явлений в природе, науке и технологиях:
-в физической химии особенности протекания физикохиыических процессов в пленочном состоянии воды,каталитические свойства некоторых силикатных поверхностей: их повышенной электрической активностью;
-в биологии переохлаждение живых организмов понижением тем-первтуры кристаллизации пленочной воды;
-в геологии образование ыетасоматических месторождение полезных ископаемых потереП растворяющей способности воды в рудных растворах, проникающих в активные микротрещины горных пород
и Разработан ряд оригинальных практических рекомендаций по использованию слюд и слюдяных материалов: в качестве низкотемпе ратурных электретов; в качестве импульсных накопителей электрической энергии; методы определения: абсорбционной электрической емкости; гранулометрического состава порошков по дк_>лектрическю характеристикам; содержания пленочной воды в кристаллах по их Ш ; толщины пленок воды лазерным интерферометром.
Результаты выполненных в работе экспериментальных и теоретических исследований могут быть использованы в НИИ физической химии, геохимии, биологии и др. при выяснении механизмов явлений , протекающих і м участии тонких граничных пленок с агомаль-ными свойствами; использовались на предприятиях НПО "Минерал" (г.Ленинград), НПО СОЮЗНЕРУД (г.Тольятти), слюдяных фабриках (г.Иркутск и др.), в учебном процессе в соответствии с учебными планами для студентов ИГУ 3-5 курсов физической специальности, при выполнении дипломных, курсовых и лабораторных работ, ''-экото результаты нашли отражение в монографии ;; уос-бных пособиях.
Апробация,работы., Основные результаты работы докладывались ісуждалиоь на 20 международннх, всесоюзных и республиканских Іеренциях, совещаниях, семинарах в период с 1978 но 1992 гг.
Результаты диссертации опубликованы в 4JF печатных рабо-, включая монографию (в соавторстве) и авторское свидетель-> на изобретение.
Структура и объем работ Диссертация состоит из введения, і глав, заключения и списка цитируемой литературы лз Jf аенований. Объем диссертации составляет 32& о: jannu мэши-юного текста, fS рисунка и S4 таблиц.