Полупроводниковые материалы 4 страница

С увеличением температуры тангенс угла диэлектрических потерь изменяется по кривой с максимумом (рисунок 5.15, а). Дипольные частицы, следуя за изменением электрического поля, поворачиваются в вязкой среде, что вызывает потери энергии на процесс, аналогичный преодолению силы трения. Если вязкость среды достаточно высока (область низких температур), диполи не успевают ориентироваться по направлению поля, время релаксации τ0 существенно больше периода изменения напряженности внешнего поля (τ0>>1/ω), работа по преодолению сил «трения» мала вследствие малой траектории перемещения диполей, поэтому tg δ мал. При увеличении температуры вязкость среды уменьшается, ориентация диполей облегчается (τ0→1/ω), происходит полная поляризация, но частицы при этом преодолевают значительные силы трения в вязкой среде, tg δ возрастает и достигает максимума при температуре Тк. Дальнейший рост температуры еще больше снижает вязкость (область высоких температур). Ориентация диполей происходит практически без «трения» (ω0<<1/ω), но установлению поляризации противодействует разориентирующее влияние тепловых колебаний, поэтому tg δ мал. С возрастанием частоты максимум tg δ смещается в область высоких температур. Это объясняется тем, что для большей частоты вязкость при Тк еще слишком высока и диполи не успевают ориентироваться по полю. Для их ориентации необходимо уменьшить вязкость, то есть повысить температуру.   Рисунок 5.15 – Температурная и частотная зависимости релаксационных потерь   Аналогичный вид имеет частотная зависимость релаксационных потерь (рисунок 5.15, б). При низких частотах диполи легко ориентируются по полю и тангенс угла диэлектрических потерь мал. При повышении частоты диполи не успевают следовать за изменением поля, tg δ растет и достигает максимума при частоте ωк. Когда частота становится велика (τ0>>1/ω), дипольно-релаксационная поляризация выражена очень слабо, значение tg δ мало. С возрастанием температуры максимум кривой смещается в высокочастотную область. С учетом вклада релаксационной поляризации и электропроводности диэлектрика температурные и частотные зависимости тангенса угла диэлектрических потерь имеют вид кривых, представленных на рисунке 5.16. Реальные значения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь для разных видов диэлектриков приведены ниже.     Рисунок 5.16 – Температурная и частотная зависимости полных диэлектрических потерь   5.2.7 Электрическая прочность твердых диэлектриков Диэлектрический материал, помещенный в электрическое поле, может утратить электроизоляционные свойства, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение. Это явление называется пробоем, или нарушением электрической прочности изоляции. Наименьшее напряжение, приложенное к диэлектрику в момент пробоя, называется пробивным напряжением (Uпр). Твердые диэлектрики в отличие от жидких и газообразных претерпевают необратимые изменения (разрушение) в результате пробоя. В материале образуется разрядный канал, где из-за резкого повышения температуры создается высокое давление, приводящее к появлению трещин и разрушению изолятора. Пробивное напряжение характеризует способность противостоять электрическому полю лишь конкретного образца. Для сравнения свойств различных материалов используется электрическая прочность (Епр, кВ/мм2), представляющая собой минимальную напряженность электрического поля, приводящую к пробою диэлектрика   , где h – толщина диэлектрика. Величина электрической прочности зависит от температуры, влажности, частоты приложенного напряжения, времени его приложения, толщины и числа слоев диэлектрика и других факторов. Электрическая прочность диэлектрика может быть нарушена в результате поверхностного пробоя (разряда), который развивается в прилегающем к твердой изоляции жидком или газообразном слое. Вероятность возникновения поверхностного пробоя зависит от состояния поверхности (например, увлажнение или загрязнение). Виды пробоя в твердом диэлектрике. В диэлектриках, находящихся в электрическом поле, возникновение электрического пробоя может быть вызвано несколькими факторами: - повышением напряженности электрического поля (электрический пробой); - увеличением температуры материала (тепловой пробой); - старением диэлектрика под действием внешних факторов, вызывающих протекание химических реакций в материале (электрохимический пробой). Он развивается в результате образования в диэлектрике, находящемся в электрическом поле, веществ с низкими значениями электрической прочности: продуктов электролиза, окислительно-восстановительных реакций и других процессов. Электрохимический пробой усиливается при повышении температуры и влажности, чему способствует его гигроскопичность. Возможно возникновение ионизационного пробоя, обусловленного процессами ионизации газовых включений в твердом материале, а также электромеханического пробоя, характерного для пьезоэлектриков, и связанного с возникновением электрического поля в материале под воздействием механических усилий. Электрический пробой диэлектрика происходит при значениях напряженности электрического поля, превышающих электрическую прочность материала. В этом случае отсутствует влияние других факторов, повышающих электропроводность диэлектрика, его диэлектрические потери, вызывающие ионизацию газовых включений, и прочие. По своей природе электрический пробой является электронным процессом, когда из небольшого количества свободных электронов в твердом теле образуется электронная лавина. Свободные носители заряда (электроны) при приложении к диэлектрику электрического поля ускоряются этим полем. Ускоренные электроны рассеиваются на атомах и передают последним часть своей энергии. В том случае, если энергия электронов превосходит энергию ионизации атомов, наблюдается ударная ионизация (выбивание вторичных электронов из атомов), то есть генерация дополнительного числа свободных носителей заряда. В свою очередь, они ускоряются полем и также участвуют в процессе ионизации атомов диэлектрика. Механизмы ударной ионизации и возбуждения могут быть описаны следующими схемами:   ,   где А – атом; A+- ион; A*- возбужденный атом При возбуждении электрон, сталкиваясь с атомом (или молекулой), не выбивает из него вторичный электрон, а переводит последний на более высокий разрешенный энергетический уровень. Возвращаясь в невозбужденное состояние (при переходе электрона на стационарную орбиту), атом испускает фотон. Некоторые фотоны могут иметь энергию, превышающую энергию ионизации. Они образуются в результате возбуждения электронов, находящихся на внутренних оболочках атомов. При поглощении таких фотонов атомами возможна их ионизация:       Скорость фотонов значительно превышает скорость электронов (vф= 3·108 м/с; vэ= 105 м/с), поэтому фотоны обгоняют электронную лавину и ускоряют образование проводящего канала. Электрический пробой протекает за время 10-7-10-8с и наблюдается у большинства твердых диэлектриков при импульсном воздействии напряжения. Тепловой пробой происходит в случае, если развитие процесса ударной ионизации в диэлектрике, находящемся в электрическом поле, спровоцировано повышением температуры материала. Он происходит вследствие возрастания числа свободных носителей заряда с повышением температуры, и следовательно, увеличения вероятности того, что какой-то из зарядов под действием электрического поля инициирует развитие лавинообразного процесса увеличения электропроводности. Повышение температуры может быть вызвано как внешними источниками, так и процессами, происходящими в самом материале, например, вследствие диэлектрических потерь. Если теплоотвод в окружающую среду затруднен (в силу низкой теплопроводности изоляции или значительной ее толщины), в материале нарушается тепловой баланс, температура быстро повышается. Это снижает электрическую прочность материала и в результате происходит пробой. Если диэлектрик помещен в постоянное поле напряженностью Е, то мощность потерь в нем определяется по формуле   .   При данной величине напряженности поля диэлектрические потери тем выше, чем выше удельная объемная проводимость γv (или ниже удельное объемное сопротивление). В случае приложения к диэлектрику переменного поля удельная мощность потерь определяется по формуле   , где γа = f·ε·tg δ/(1,8·1012) – удельная объемная активная проводимость; f – частота, приложенного напряжения; ε·tg δ – коэффициент диэлектрических потерь. Очевидно, что диэлектрические потери тем выше, чем выше частота электрического поля и коэффициент диэлектрических потерь материала. Развитие теплового пробоя затруднено, и диэлектрик может работать длительное время без повреждений при высоком напряжении, если: - значения объемной удельной проводимости (для постоянного напряжения) или коэффициента диэлектрических потерь (для переменного напряжения) низки; - скорости их возрастания при повышении температуры незначительны; - теплопроводность диэлектрика велика. Электрический пробой развивается за очень короткий промежуток времени. Поэтому если пробой не произошел в ближайшее время после приложения напряжения, то, вероятно, следует ожидать, что он не произойдет и в дальнейшем. Для развития теплового пробоя требуется накопление в диэлектрике тепла, на что нужно определенное время, тем меньшее, чем выше приложенное напряжение. Зависимость пробивного напряжения от времени его приложения представлена на рисунке 5.17. Из рисунка видно, что диэлектрик способен неограниченно долго выдерживать напряжение, величина которого меньше напряжения U, к которому асимптотически стремится Uпр при увеличении времени приложения поля. При повышении температуры происходит переход от электрического пробоя (Т<Тк) к тепловому пробою (Т>Тк), как показано на рисунке 5.18. При повышении частоты приложенного напряжения наблюдается аналогичная зависимость. Электрическая прочность диэлектрика, при прочих равных условиях, ниже в однородном поле (при использовании электродов большой площади), чем в неоднородном поле (при использовании заостренных электродов с малым радиусом кривизны). Это связано с тем, что в первом случае вероятность попадания дефектных мест диэлектрика (участков с пониженной электрической прочностью) в межэлектродное пространство выше, чем во втором.     Рисунок 5.17 Рисунок 5.18   Зависимость электрической прочности от толщины диэлектрика обусловлена механизмом пробоя (рисунок 5.19). С увеличением толщины облегчается образование электронной лавины (из-за большего числа свободных носителей заряда, каждый из которых может стать инициатором начала лавинного процесса) в случае электрического пробоя и ухудшается отвод тепла – в случае теплового пробоя. Практический интерес представляет изучение электрической прочности многослойного диэлектрика в зависимости от числа слоев (рисунок 5.20). Повышение электрической прочности происходит ло некоторого критического значения количества слоев nк, которое зависит от природы диэлектрика, его толщины и формы электродов. Увеличение электрической прочности до nк можно объяснить тем, что образование электронной лавины затруднено, так как на границах слоев происходит интенсивное рассеяние электронов и их рекомбинация на ловушках. С ростом числа слоев ухудшаются условия теплообмена между внутренними слоями и окружающей средой, и электрическая прочность уменьшается.     Рисунок 5.19 Рисунок 5.20   Кроме перечисленных воздействий на электрическую прочность значительное влияние оказывает структура материала. В общем случае, электрическая прочность у кристаллических материалов выше, чем у аморфных материалов. Для кристаллических материалов она снижается с увеличением числа дефектов, особенно, включений других фаз и различных неоднородностей, искажающих электрическое поле. Электрическая прочность плотных материалов выше, чем пористых, так как в последних могут происходить электрохимический и ионизационный пробои. Неполярные диэлектрики имеют более высокую электрическую прочность по сравнению с полярными. Влажность окружающей среды приводит к снижению электрической прочности электроизоляционных материалов, особенно гидрофильных и пористых. Значения электрической прочности для различных диэлектриков приведены ниже.   5.3 Физико-механические, химические и радиационные свойства диэлектриков. Старение диэлектриков Выбирая диэлектрик для изготовления деталей радиоэлектронной, электротехнической и другой аппаратуры, необходимо очень часто учитывать не только его электрические свойства в нормальных условиях экспулатации, но и их зависимость от изменения условий работы диэлектрика (воздействия влажности воздуха, низких температур, радиоактивных излучений, повышенных температур и т.д.) и времени работы диэлектрика. В ряде случаев возможность использования того или иного диэлектрика в различных конструкциях зависит не только от его электрических свойств, но и от его механических свойств, а также других характеристик, например, вязкости, температурного коэффициента линейного расширения, растворимости, окисляемости и т.д. Ниже будут рассмотрены некоторые из этих свойств. 5.3.1 Тепловые свойства диэлектриков принято оценивать нагревостойкостью и холодостойкостью диэлектриков, сюда же относят теплопроводность и тепловое расширение. Нагревостойкость – способность диэлектрических материалов надежно выдерживать воздействие повышенной температуры (кратковременное, длительное, а также смену температур) без недопустимого повреждения или ухудшения свойств. Величину нагревостойкости оценивают по соответствующим значениям температуры (°С), при которой появились недопустимые ухудшения свойств. Для неорганических диэлектриков – это заметное изменение электрических свойств (Епр, tg δ и γ), для органических диэлектриков – по началу, изменения механических свойств, хотя и для органических диэлектриков в некоторых случаях нагревостойкость определяется по электрическим свойствам.   Ввсе диэлектрики по нагревостойкости разбиваются на 7 классов     Класс нагревостойкости Наибольшая допустимая рабочая Т ºС Y A E B F H C Более 180   В качестве критерия деления на эти классы выбрана электрическая прочность. Предельная рабочая температура для каждого класса выбрана из условия, что при непрерывной работе диэлектрика при этой температуре срок службы изоляции 20 лет (допускается уменьшение электрической прочности в 2 раза). К классам Y, А, Е относят органические диэлектрики волокнистого строения, пропитанные или нет жидким диэлектриком. К следующим трем классам – В, F, H относят сложные композиционные материалы на основе неорганических материалов с органическими пропитками или прослойками. К классу С принадлежaт неорганические диэлектрические материалы: слюда, стекло, керамика, асбест; из органических – только фторопласт-4. Для ряда диэлектрических материалов важной характеристикой является стойкость к резким сменам температуры, тепловым импульсам. Эта характеристика сособенно важна для хрупких диэлектриков (с заметной ионной связью): стекло, керамика, т.е.для всех тех материалов, у которых значительно различаются пределы прочности на сжатие и на расширение. Холодостойкость - способность материала без повреждения и без недопустимого ухудшения других практически важный свойств надежно выдерживать воздействие низких температур, например, от до С. В качестве критерия холодостойкости не выбирают электрические свойства материала, так как при понижении температуры электрические свойства улучшаются. За критерий принимают механические свойства диэлектриков такие, как гибкость и эластичность. Особенно существенна эта характеристика для пленочных диэлектриков органического происхождения (часто её определяют по числу перегибов при отрицательной температуре), где потеря гибкости и эластичности приводит к резкому снижению надежности работы изоляционного материала. Теплопроводность - свойство диэлектрических материалов проводить тепло. Теплопроводность влияет на электрическую прочность при тепловом пробое и на стойкость материала к тепловым импульсам. Тепловое расширение диэлектриков характеризуют температурным коэффициентом линейного расширения (для твердых материалов) или температурным коэффициентом объемного расширения (в основном, для жидких материалов). Материалы, обладающие малыми значениями температурного коэффициента линейного расширения, имеют, как правило, высокую нагревостойкость и наоборот. 5.3.2 Гигроскопичность диэлектриков. Это способность материала диэлектрика поглощать влагу из окружающей среды (воздуха). Абсолютная влажность воздуха характеризуется массой водяных паров, содержащихся в 1м3 воздуха. Известно, что для каждой температуры воздуха существует максимально возможная абсолютная влажность mmax, например, при 50 °С в 1 м3 воздуха содержится до 80 г водяных паров. Весь избыток влаги (m-mmax) выпадает в виде росы. Более удобной характеристикой содержания водяных паров в воздухе является относительная влажность, которая может быть оценена следующим образом:   Относительная влажность   Все диэлектрические материалы в той или иной мере гигроскопичны. Это необходимо учитывать, потому что вода, являясь сильно полярным диэлектриком с удельным сопротивлением порядка 103-104 Ом·м, может значительно снижать электроизоляционные свойства диэлектрика. Особенно сильно сказывается влажность на поверхностном сопротивлении диэлектриков. Гигроскопичность метариала существенно зависит от его структуры, особенно от пор, в которые способны проникать влага, пары воды (эффективный диаметр молекулы воды весьма мал - 0,27 нм или 2,7), а также от способности поверхности диэлектрика смачиваться водой. Чем сильнее смачивание, тем больше вероятность проникновения влаги в объем диэлектрика, при наличии в нем открытой пористости. Это приводит к заметному ухудшению его объемного сопротивления и tg δ. Воздействие влажности становится заметным при температурах 30-40 °С и относительной влажности близкой к 100%. Особенно плохими условиями для работы диэлектрика являются такие условия, когда при высокой относительной влажности температура диэлектрика меньше температуры окружающей среды, и влага может конденсироваться на поверхности. Покрытие поверхности диэлектриков несмачивающимися в воде лаками, компаундами и пропитка жидкими диэлектриками частично улучшает свойства диэлектрика, однако полностью не снимает вопроса об отрицательном влиянии влажности на его электроизоляционные свойства. В особо ответственных случаях применяют герметизацию узлов, содержащих гигроскопический материал. Для материалов, применяющихся для защитных покровов (шланги кабелей, опрессовка герметичных узлов, компаундные заливки, лаковые покрытия), важной характеристикой является влагопроницаемость. Под влагопроницаемостью понимают обычно способность материала пропускать через себя пары воды. Для многих материалов влагопроницаемость поддается измерению. Она оценивается как количество влаги m, проходящее через площадь поверхности материала S толщиной t за время τ, если с двух сторон испытуемого образца существует разное давление водяных паров P1 и Р2. Влагопроницаемость оценивают выражением   , где mв - влагопроницаемость, т.е. количество прошедшей через пленку диэлектрика влаги; П - удельная влагопроницаемость. Различные диэлектрические материалы меняют влагопроницаемость в широких пределах. И только для стекол, хорошо обожженой беспористой керамики и металлов влагопроницаемость практически равна нулю. 5.3.3 Механические свойства диэлектриков. Диэлектрические материалы характеризуются, в основном, теми же механическими свойствами, что и металлические материалы. Механическая прочность диэлектрических материалов оценивается пределом прочности на растяжение σр, сжатие σс и изгиб σи и твердостью Н. В системе СИ эти величины измеряются в паскалях (Па) (1Па ≈ 10-5Кг/см2). Методы определения этих характеристик те же, что и у металлов. Однако для металлов эти пределы прочности имеют примерно один и тот же порядок, т.е. металлы одинаково работают в условиях растягивающих, сжимающих или изгибающих нагрузок, а для ряда диэлектриков механическая прочность заметно выше при сжатии, чем при растяжении или изгибе. Например, для кварцевого стекла σс ≈ 40σр. Механическая прочность диэлектрических материалов часто зависит от температуры, уменьшаясь с её увеличением; для гигроскопичных материалов механическая прочность сильно зависит еще и от влажности. Существуют ешё и особые механические характеристики неметаллических материалов, нехарактерные для металлов: хладотекучесть и эластичность. Под хладотекучестью понимают способность неметаллического материала к значительным, заметным деформациям под действием длительных, но сравнительно небольших нагрузок. При этом наблюдается пластическое или холодное течение материала. Например, фторопласт-4 уже при статической нагрузке около 3 МПа и нормальных условиях подвергается заметному пластическому течению. Эластичность - способность материала некоторых диэлектриков давать заметные упругие обратимые деформации без разрушения при небольших расстягивающих усилиях. Например, некоторые мягкие резины упруго деформируются на 300...500%, т.е. в 3-5 раз удлиняются без пластической деформации. Эластичность особенно важна для материалов, используемых в качестве изоляции гибких узлов и деталей (кабелей, шлангов, проводов). Важной характеристикой для жидких и полужидких диэлектриков является их вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкости, которые связаны между собой отношением ,   где d - плотность материала. Соотношения между единицами измерения кинематической вязкости в системах СГС (стокс) и СИ () следующие: 1 стокс = 10-4м2/с. Вязкость жидкостей, не меняющих химический состав и структуру с изменением температуры, экспоненциально падает с ростом температуры по уравнению   ,   где А - константа для данной жидкости; ω- энергия активации; k- постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура. Изменение вязкости жидких диэлектриков сильно сказывается на электрических свойствах (ε и tg δ), особенно у полярных жидких диэлектриков. 5.3.4 Химические свойства диэлектриков. При выборе диэлектрических материалов для узлов и деталей аппаратуры важно знать, какие из них могут надёжно работать в течение длительного времени, какие материалы заметно разрушаются с выделением побочных продуктов, способных вызвать коррозию соприкасающихся с диэлектриком металлов. Кроме того, химические свойства диэлектриков необходимо учитывать при разработке технологических процессов изготовления из них узлов и деталей. Химические свойства диэлектрических материалов оценивают растворимостью, окисляемостью, склеиваемостью и т.д. Под растворимостью диэлектриков понимают количество материала, переходящего в раствор за единицу времени с единицы поверхности материала, соприкасающегося с растворителем. Из опыта известно, что наибольшей растворимостью обладают вещества, сходные по химической природе: дипольные, полярные вещества заметно растворяются в полярных растворителях, неполярные вещества – в неполярных растворителях. С ростом температуры растворимость обычно увеличивается и уменьшается с повышением степени полимеризации органических диэлектриков. Для работы изделий в условиях повышенной температуры и высокой влажности важна устойчивость материала к образованию плесени, возможность его химической защиты без заметного ухудшения основных свойств от гнилостных бактерий, насекомых. Наиболее склонны к образованию плесени в таких условиях целлюлозные материалы, в том числе и пропитанные (гетинакс, текстолит); наиболее стойки – неорганические диэлектрики (керамика, стекло, слюда), кремний-органические материалы и некоторые органические (фторопласт-4, полиэтилен, полистирол, эпоксидные смолы). 5.3.5 Радиационная стойкость диэлектриков. Остановимся ещё на одной характеристике диэлектрических материалов, имеющей большое значение в последнее десятилетие – радиационной стойкости диэлектриков. Радиационная стойкость характеризует степень устойчивости материалов к воздействию излучений высокой энергии, способность сохранять материалом свои электрические, механические, химические и другие свойства. Степень устойчивости различных материалов к воздействию различных излучений (жёсткое и мягкое рентгеновское излучение, космическое излучение, потоки нейтронов и электронов с высокой энергией) определяется характером химической связи данного вещества. По возрастанию степени устойчивости материалов к воздействию излучения их можно расположить следующим образом: материалы с Ван-дер-ваальсовой (молекулярной) связью, ковалентной, ионной и, наконец, металлической связью. Из всех диэлектрических материалов диэлектрики с преобладанием доли ионности являются наиболее стойкими к излучениям, т.е. все неорганические материалы. По степени воздействия излучения на материал можно выделить 2 группы изменения. Первая группа изменений – это изменения свойств материала, зависящие от интенсивности излучения и исчезающие при прекращении действия излучения на материал. Вторая группа изменений – изменения, не исчезающие после прекращения воздействия излучения на материал, обычно примерно пропорциональные дозе излучения. Под действием облучения в материале растёт число свободных носителей, происходит процесс ионизации, повышается электропроводность, падает сопротивление, растёт tg δ, разрушаются старые связи и образуются новые, появляются различного типа дефекты структуры, т.е. весьма заметно меняются его электрические, механические и другие свойства. 5.3.6 Старение диэлектриков. Важным фактором, определяющим срок службы диэлектрического материала и надёжность работы всего устройства, использующего этот материал, является процесс старения диэлектрика. Под старением понимают процесс изменения строения или электронной структуры как органических, так и неорганических диэлектриков во времени под действием внешних условий. В результате старения ухудшаются основные свойства материала вплоть до выхода изоляции или диэлектрической детали из строя [6]. Наиболее заметные изменения структуры диэлектрика вызывает электрическое старение – как результат длительного воздействия на материал электрического поля (часто при повышенной температуре), завершающегося пробоем диэлектрика. Электрическое старение характеризует временем жизни τж, то есть временем от момента подачи напряжения на электроды образца до пробоя. Причиной электрического старения органических диэлектриков считают частичные разряды, возникающие в воздушных прослойках изоляции: либо между металлическими электродами и диэлектриком, либо между слоями диэлектрика, либо во внутренних сквозных или закрытых порах. Выделяют два механизма изменения структуры и разрушения органических материалов: - термоокислительная деструкция – окисление материала и даже его частичное термическое испарение, вызванное электронной или ионной бомбардировкой; - радиационная деструкция – необратимое локальное изменение структуры полимеров в результате взаимодействия с нестабильными продуктами газового разряда вблизи зоны разряда. Электрическое старение неорганических диэлектриков является результатом процессов, изменений, происходящих в самом веществе. Под действием электрического поля в течение длительного периода времени в кристаллической решётке неорганических диэлектриков появляются и накапливаются дефекты, способные влиять на характер проводимости. В основном, это дефекты типа анионной вакансии с локализованным вблизи неё электроном. Под действием электрического поля дефекты ионизируются, что объясняет рост тока, протекающего через кристалл, при электрическом старении. Старение диэлектриков, происходящее без приложения электрического поля, называется естественным старением. Скорость разрушения материала диэлектрика в этом случае ниже, чем при электрическом старении. Процесс естественного старения диэлектриков ускоряется при воздействии на них светового и особенно ультрафиолетового потоков излучений. При этом в некоторых диэлектриках возникают изменения в характере проводимости (фотопроводимость), различные химические изменения структуры диэлектриков, потеря механической прочности, эластичности и т.д. Старение диэлектриков в таких условиях характеризуют светостойкостью – способностью диэлектрических материалов сохранять свои эксплуатационные характеристики под действием светового облучения.   5.4 Химический состав, строение, свойства и область применения пассивных диэлектриков 5.4.1 Полимеры Полимерами называются высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных (элементарных) звеньев. Вещество принято считать полимером, если его молекулярная масса (М) превышает 5000. Молекулы полимеров называют макромолекулами. Молекулярная масса в значительной степени определяет свойства полимера. Значение молекулярной массы полимера зависит от условий его получения и эксплуатации (температуры, давления, излучений и т.д.). Особенностью макромолекулы полимера является цепное строение, при котором ее длина на несколько порядков превышает поперечные размеры. Исходными веществами для синтеза полимеров служат низкомолекулярные вещества – мономеры. Схема получения полимера из мономера имеет вид   , где А - молекула мономера; А – элементарное звено макромолекулы полимера; n – степень полимеризации, то есть число звеньев в макромолекуле. Если макромолекула образована из молекул мономеров разных видов, например, А и В, то образующийся полимер называют сополимером, а его получение описывается реакцией     Формулы мономеров будут приведены ниже для конкретных материалов. По строению макромолекулы делятся на линейные   …-А-А-А-А-А-А-А-…   Разветвленные А-А-А-А-А-… А-А-А-…