Удельное поверхностное сопротивление

r_s численно равно сопротивлению квадрата (мысленно выделенного на поверхности исследуемого материала), если ток протекает через две противоположные стороны этого квадрата

r_s = R_s • d/l,

где R_s – поверхностное сопротивление материала (2) между поставленными электродами (1) шириной d и на расстоянии l (рисунок).

Удельное поверхностное сопротивление диэлектриков является параметром диэлектрика и зависит от природы диэлектрика, температуры, влажности и приложенного напряжения.

Рисунок - Расположение электродов для измерения поверхностного сопротивления материала

Вода обладает значительной проводимостью. Достаточно тончайшего слоя влаги на поверхности диэлектрика, чтобы обнаружить заметную проводимость, которая определяется в основном толщиной этого слоя.

Поверхностная электропроводность обусловлена наличием влаги, загрязнениями и различными дефектами поверхности диэлектрика.

Сильно увлажняются полярные и пористые диэлектрики. r_s диэлектриков связано с величиной краевого угла смачивания и твердостью диэлектрика. Как видно из таблицы -чем меньше краевой угол и выше твердость, тем ниже r_s увлажненного диэлектрика.

Материал	Краевой угол смачивания	Твердость по шкале Мосса	r_s^.10^-15 Ом, при относительной влажности воздуха:
0%	98%
Политетрафторэтилен		1–2
Полиметилметакрилат		2–3		1.5
Ультрафарфор		4–5		0.01
Плавленый кварц				6.5 10^-4

К гидрофобным диэлектрикам относятся неполярные диэлектрики, чистая поверхность которых не смачивается водой, поэтому при помещении диэлектрика во влажную среду его поверхностная электропроводность практически не меняется.

К гидрофильным диэлектрикам относятся полярные и большинство ионных диэлектрики со смачиваемой поверхностью. При помещении диэлектрика во влажную среду его поверхностная электропроводность увеличивается. Кроме того, к поверхности полярных диэлектриков могут прилипать различные загрязнения, также приводящие к росту поверхностной проводимости.

К «промежуточным» диэлектрикам условно относят слабополярные диэлектрики (например, лавсан).

При нагревании увлажненной изоляции r_s материалов может расти с повышением температуры и уменьшаться после высушивания.

При низких температурах r_s высушенного материала имеет значительно более высокие значения (на 6–7 порядков выше) по сравнению с образцом, находящемся во влажной среде.

Для увеличения значения r_s диэлектриков пользуются различными технологическими приемами: промывкой в кипящей дистиллированной воде или растворителях в зависимости от вида диэлектрика, прогреванием до достаточно высокой температуры, покрытием поверхности влагостойкими лаками, глазурями, размещением изделий в защитных корпусах и оболочках и т.д.

Регулирование теплофизических свойств полимерных материалов

К теплофизическим свойствам относят тепло- и температуропроводность, теплоемкость, температурные коэффициенты линейного и объемного расширения. Эти свойства базовых полимеров приведены в табл.

Теплофизические свойства полимеров имеют большое значение, т.к. от них зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов.

При создании конструкционных полимерных материалов с заданными свойствами часто возникает задача регулирования теплофизических свойств. Несмотря на то, что теплофизические свойства различных базовых полимеров достаточно близки и отличаются всего в несколько раз, применение добавок позволяет создавать композиционные полимерные материалы, у которых эти свойства отличаются в десятки и сотни раз.

Так, теплопроводность полимеров может быть резко уменьшена путем создания ячеистой структуры полимера, т.е. создания газонаполненных материалов. Широко известны и применяются при создании теплоизоляционных материалов в машиностроении и строительстве пенопласты на основе полистирола, поливинилхлорида, полиэтилена, полиуретана и других полимеров.

Увеличение теплопроводности полимеров достигается путем введения в композицию металлических наполнителей (порошкообразных или волокнистых), графита, углеродных тканей и других материалов с высокой тепло-, электропроводностью. Содержание наполнителя для этих целей составляет 40-60 % по объему.

Таблица -Теплофизические свойства некоторых полимеров

Полимеры	Тепло-проводность, Вт/(м×К)	Удельная теплоемк., кДж/(кг×К)	Температуро-проводность × 10⁷, м²/с	Температурный коэффициент линейного расшир. × 10⁵, К^-1
Полистирол	0,09-0,14	1,3-1,5	0,8-0,9	6-8
Полиметил-метакрилат	0,17-0,19	1,3-2,1	0,9-1,1
Полипропилен	0,19-0,21	1,93	1,3	9-11
Поликарбонат	0,19-0,21	1,17	0,8-1,9	2,6-5,0
Полиарилаты	0,2-0,3	1,1-1,2	-	-
Политетра-фторэтилен	0,25	1,0	1,1	8-25
Полиэтилен низкой плотности	0,32-0,36	1,8-2,5	1,3-1,5	10-13
Полиэтилен высокой плотности	0,42-0,44	1,9-2,1	1,9	17-20
Полиамид	0,3	1,0-1,7	1,0-1,7	2-14