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驻极体的概念
驻极体是一种能永远保持极化状态的电介质,如果同“永磁体”相类比,驻极体就是“永电体”。
早在1890年前后,英国物理学家亥维赛为了描述磁铁的电类似物而创造了“Electret”(驻极体)一词。
1920年,日本的江口元太郎在研究油类、蜡类物质的电传导机理时,将巴西棕榈蜡(伽罗吧蜡)和松香等量混合,熔融后施加高压静电场,并在高压作用下让其冷却固化。撤出电压之后,发现跟电极相接的两个面上有正负电荷存在,并且在物质的内部也能观察到它们。当手机处于发射状态下,整个手机是处于手机发射的强电磁场内,因此除了手机本身的防电磁干扰之外,对于MIC也提出了抗电磁干扰的问题。还发现:最初,跟正电极相接的面带负电荷,跟负电极相接的面带正电荷,格曼特认为这有异种电荷的含义,取名为异号电荷,但是数日之后会反号,跟正电极相接的面带正电荷,跟负电极相接的面带负正电荷,有同种电荷的含义,故称为同号电荷。当把它放在空气中受X光照射以及用水或其他有机溶剂洗涤时,他的表面电荷会一度消失。当把两面短路并使之干燥,电荷还会恢复,并将电荷保存下来,再者,如果沿垂直于外加电场方向的面将它分为两半,切口处会出现等量的同号电荷,正好跟人们的将磁体的薄片分割成两半后出现的结果同样,这样亥维赛才将这种跟磁铁相类似的、能保持外部电极化的物质取名为驻极体。
为了解释江口所发现的驻极体现象的生成机理,从日本到其他国家,有许多有关方面的研究,不过由于现象极为复杂,至今还不能完全解释清楚,20世界60年代后,更多的注意力已经转移到合成高分子物质的驻极体上面。在专业音频应用领域中,专业录音棚现有模拟传声器技术已经非常成熟,能够很好的满足录音师的需求,加之录音师对模拟技术传声器的偏好因素等,数字技术传声器现阶段就很难在专业录音棚有立足之地。由于新现象的发现和研究手段的改进,目前驻极体的应用已经深入到各个部门,这是由于它不能像电池这样从中取出电流来,然而由他提供电压是可以办得到的。同时又因为它体积小、重量轻、集成化高,所以有较广泛的用途,和美好的应用前景,它除了通常所熟知的制成电声换能器(传声器、送话器、受话器、扬声器、拾音器)外,还可以用在公交、军事、科研、医学和航天等许多部门,如高压电动机、高压发电机,静电计,经典显示设备,激光聚焦系统,振动计,,数据存储系统,辐射剂量计,空气过滤器和人造心血管系统等。
如今已经可以用各种物理方法将电介质制备成驻极体,这些方法共有6种:
1.热驻极体:将电介质加热到熔点附近,一边往电介质上加直流高压电,一边让电介质徐徐冷却至室温,撤除电压后就得到热驻极体。
2.电驻极体:电介质在室温下受电晕放点的直流高压作用可以得到。
3.光驻极体:将光电导性物质在一定的光照下,同时加上比较低的直流电压制成。
4.放射性驻极体:让电介质收到γ涉嫌或者电子射线等高能放射照射而得到。
5.磁驻极体:特定的电介质,例如巴西棕榈蜡等,在熔融状态下受到强静磁场作用,慢慢冷却后就得到了磁驻极体。
6.压力驻极体:将各种合成高分子物质在高温加压形成之际,使其受外力作用使分子产生变形得到。
现在关于这些方面的研究日益增加,这里仅仅以驻极体电容传声器为主,他属于高分子的热驻极体。
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以圆形恒弹性合金膜片为敏感元件的谐振式传感器。膜片的固有振动频率随膜片上所受压力的变化而变化,通过相应的测量电路就可获得与被测压力成一定关系的频率信号。如果将上述方法加以改进,在驻极体材料的上下端插入介质,插入介质的片数,厚度,材料视驻极体的材料而定,一般为酚醛层压玻璃布胶板,云母片,玻璃板等。振膜式传感器广泛用于压力测量,它由空腔、压力膜片、振动膜片、激励线圈、拾振线圈和放大振荡电路组成(见图)。在空腔受压力影响时,压力膜片即发生变形,装在压力膜片支架上的振膜则因支架角度改变而发生刚度变化。膜片的振动频率取决于振膜的刚度、压力膜片和支架的刚度。在振膜的两侧分别放置激励线圈和拾振线圈。
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