Введение к работе
Актуальность работы.
Вода является участником как биологических, так и многих технологических процессов. Она выступает важным компонентом и играет определяющую роль в технологии керамики, композиционных и других материалов. Процессы, происходящие на поверхности твердых тел, определяют многие свойства материалов, важные в практическом отношении. Наша задача - показать зависимость электрофизических свойств пленки воды на поверхности от свойств материала изолятора и влияние их на разрядные характеристики.
Цель работы заключалась в описании движения молекулы воды, закрепленной на поверхности твердого тела, а также в изучении диэлектрических характеристик в зависимости от способа закрепления молекулы воды на поверхности твердого тела.
Для достижения поставленной цели были рассмотрены следующие задачи:
-
Разработать математическую модель для описания движения молекулы воды, закрепленной на поверхности твердого тела.
-
Найти поляризуемости молекулы воды при различных способах закрепления на поверхности.
-
Определить влияние поверхностного слоя воды на диэлектрические свойства изоляторов в различных частотных диапазонах.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Впервые проведено теоретическое рассмотрение поляризационных процессов при различных свойствах поверхности твердого тела для монослоя воды.
Практическая ценность.
Полученные теоретические результаты могут быть полезны при прогнозировании свойств электрических изоляторов, работающих в условиях открытой атмосферы.
Полученные соотношения позволяют проводить количественные расчеты для диэлектрической проницаемости адсорбированной воды на поверхности изоляторов.
Изучено влияние поляризационных процессов на разрядные характеристики изоляторов в зависимости от места эксплуатации (характера загрязнения поверхности).
Электролитические свойства и поведение поверхностного слоя важно в технологии производства керамики, бетонов, и других материалов. Однако при анализе реологии этих материалов обычно не учитывалось влияние поляризационных свойств.
Полученные результаты могут быть полезны специалистам-практикам, занимающимся эксплуатацией электрических сетей, а также специалистам,
занимающимся разработкой электроизоляторов и изучающих процессы на поверхности изоляторов, работающих под напряжением. Защищаемые положения:
1. В настоящей работе предложена математическая модель,
описывающая поведение мономолекулы воды, закрепленной на поверхности
диэлектрика атомом кислорода, или атомами водорода в зависимости от
заряда поверхности.
2. Показано, что мономолекула воды может рассматриваться как
физический маятник с осью вращения в точке закрепления, и определен
момент инерции закрепленной молекулы.
-
Получены формулы, позволяющие вычислить поляризуемость воды, адсорбированной на поверхности изолятора. Показано, что способ закрепления молекулы приводит к различным значениям диэлектрической проницаемости на электротехнических частотах.
-
Впервые показана зависимость разрядных характеристик изоляторов во влажной среде от заряда поверхности.
Апробация работы.
Основные результаты диссертации доложены на 1 международной, 1 Всероссийской, 3 региональных конференциях: Шестая региональная научно-практическая конференция «Молодежь XXI века: шаг в будущее»// Тезисы докладов. Благовещенск. 2005; Международный симпозиум, III Самсоновские чтения, г. Хабаровск. 2006; X Конференция аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов. Владивосток: Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН. 2006; Восьмая региональная научно-практическая конференция «Молодежь XXI века: шаг в будущее», Благовещенск. 2007; Тринадцатая Всероссийская научная конференция студентов- физиков и молодых ученых, Ростов-на-Дону, Таганрог. 2007.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 10 работ: 5.статей в российских журналах, 5 материалов и тезисов докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы. Рукопись диссертации содержит 116 машинописных страниц основного текста, включая 27 рисунков, 3 таблицы, литературный перечень из 116 наименований.
