Elektreti-vlastivosti-ta-zastosuvannya

1.

Електрети: властивості та
застосування
Унікальні матеріали, що зберігають електричний заряд десятиліттями

2.

ОСНОВИ
Що таке електрети?
Визначення
Електрети — це матеріали, які зберігають електричний заряд протягом
багатьох років без потреби в живленні.
Електричний Магніт
Вони діють як електричні магніти — зберігають свій стан протягом
десятиліть.
Походження Назви
Назва "електрет" походить від слів "електричний" і "магніт".
Відкриття
Електрети відкрив Герман Френкель у 1919 році.
Електрети відкрив німецький фізик Герман Френкель у 1919 році.

3.

ФІЗИКА
Фізична природа електретів
Механізм заряду
Унікальна відмінність
Типові матеріали
Електрети містять нерухомі
На відміну від п'єзо- та
Найчастіше використовують
електричні заряди або орієнтовані
сегнетоелектриків, електрети
полімери: політетрафторетилен
диполі всередині своєї структури,
зберігають заряд без зовнішнього
(тефлон), поліпропілен, а також
які залишаються стабільними
поля, а не генерують його під
тверді діелектрики з
протягом тривалого часу.
впливом механічних чи
імплантованими зарядами.
електричних факторів.

4.

Властивості електретів
Довготривала
стабільність
Зберігають електричне поле
протягом років і навіть
десятиліть без втрати заряду.
Автономність
Створюють постійне
електричне поле без
потреби в джерелах
живлення чи підтримці.
Висока ізоляція
Відмінні діелектричні
властивості та надзвичайно
низька електрична
провідність.
Контрольована
поляризація
Можливість точного
налаштування електричних
характеристик під час
виготовлення.

5.

ПОРІВНЯННЯ
Відмінності від інших електричних матеріалів
Сегнетоелектрики
П'єзоелектрики
Електрети
Мають спонтанну поляризацію, яку
Генерують електричний заряд під
Зберігають постійний заряд без
можна перемикати зовнішнім
дією механічного тиску або
зовнішнього впливу протягом
електричним полем.
деформації. Застосовуються в
тривалого часу. Унікальна стабільність
Використовуються в пам'яті та
датчиках та актуаторах.
робить їх незамінними.
конденсаторах.
Електрети — це "постійні акумулятори заряду", діелектрики з електричним полем, що не втрачається швидко і не
потребує підтримки.

6.

Технології виготовлення електретів
Термоелектрети
Імплантація зарядів
Формування продукції
Поляризація матеріалу під дією
Впровадження електронів або іонів
Виготовлення електретів у формі
високої напруги при нагріванні до
у полімерні плівки за допомогою
тонких плівок, волокон або
температури близько 100-200°C з
електронних пучків або корони.
порошків залежно від
подальшим охолодженням.
застосування.

7.

ПРАКТИКА
Застосування електретів у техніці
Мікрофони електретного типу
Найпоширеніший тип мікрофонів у сучасних пристроях: телефонах,
навушниках, диктофонах, комп'ютерах. Понад 90% мікрофонів на
ринку.
Фільтрація повітря
Електростатичне очищення повітря від пилу та аерозолів у
промислових фільтрах та кондиціонерах.
Генератори енергії
Електретні генератори для перетворення механічних вібрацій в
електрику та датчики тиску.
Медичні пристрої
Електростатичні маски високої ефективності, пластирі для загоєння
ран, медичні фільтри.

8.

Вражаючі факти та сучасні дослідження
1960-ті роки
Наноматеріали
Електретні мікрофони з'являються на
Розробка нових наноструктурованих
ринку і революціонізують аудіотехнологію
електретів підвищує ефективність
своєю компактністю та якістю.
фільтрації та стабільність заряду.
1
2
3
4
Сьогодення
Майбутнє
Електретні мікрофони досі домінують
Дослідження застосування в гнучкій
завдяки відмінному співвідношенню
електроніці, носимих пристроях та
ціна-якість та надійності.
енергозбірниках для IoT.

9.

ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕКТРЕТІВ
Фундаментальні властивості електретів
Електрети вирізняються низкою унікальних характеристик, що роблять їх цінними для багатьох застосувань:
Постійна поляризація
Виняткова довговічність
На відміну від звичайних діелектриків, електрети зберігають
внутрішньоорієнтовані диполі або захоплені заряди, створюючи
стале електричне поле без потреби у зовнішньому впливі.
Їхній електричний заряд може зберігатися протягом багатьох років
і навіть десятиліть, що забезпечує надзвичайно тривалий термін
експлуатації в пристроях.
Висока чутливість до зміни полів
Термо- та механічна стабільність
Здатні генерувати вимірюваний електричний сигнал у відповідь на
незначні зміни зовнішнього електричного поля, температури або
механічного тиску.
Багато електретних матеріалів демонструють стабільність своїх
властивостей у широкому діапазоні температур та механічних
навантажень, що розширює їхні потенційні застосування.

10.

Висновок
Електрети — це унікальні матеріали з постійним електричним
зарядом, що відкривають широкі можливості для сучасних технологій.
Від мікрофонів у наших телефонах до промислових фільтрів — їх
застосування всюдисуще.
Стабільність
Надійність
Десятиліття роботи без
обслуговування
Перевірена часом технологія
Простота
Не потребують джерел живлення
Майбутнє електретів тісно пов'язане з розвитком нанотехнологій,
гнучкої електроніки та нових поколінь електронних пристроїв.