Електричні властивості мінералів

Електричні властивості - це властивості мінералів переносити (пропускати) електричний струм або під

\\

ХАЛЬКОПІРИТ

дією певних зовнішніх факторів регенерувати його. Основними критеріями, які визначають електричні властивості мінералів, є типи зв'язку між окремими атомами, іонами або молекулами в кристалічній структурі, від яких залежить як величина стерпної електроенергії, так і ті явища, які пов'язані з нею (магнітні, оптичні та інші властивості).

Електричні явища, які виникають у мінералах, можна розділити на три великі групи:

а - електропровідність;

б - піроелектрика;

в - п'єзоелектрика.

Електропровідність - це властивість мінералів під дією електричного поля пропускати через свої кристалічні структури електричний струм. Явища електричної провідності пов'язані із вмістом у їх структурах вільних носіїв електричних зарядів - електронів, які під дією електричного поля переміщаються з одного енергетичного рівня на іншій, тобто з більш низького на вищий. Сила електричного поля, що виникає, залежить від різниці потенціалів, прикладених до електропровідного мінералу, що і визначає напругу електричного поля в ньому.

Залежно від ступеня електропровідності всі мінерали умовно діляться на три групи (таблиця 1.1) з відповідним питомим опором.

Як видно з таблиці, перша група мінералів характеризується маленьким питомим електричним опором і відповідною високою електропровідністю.

Для другої групи мінералів властивий більший питомий опір, і відповідно ця група пропускає електричний струм у менших кількостях. Це пов'язане з тим, що в кристалічних структурах цих мінералів вільні носії зарядів - електрони - наявні в дуже маленьких кількостях, тобто перебувають у так званій забороненій енергетичній зоні. Перенесення електрики в таких мінералах відбувається в основному при підвищеній температурі або при збільшенні напруги електричного поля.

Таблиця 1.1 - Розподіл мінералів за питомою

електропровідністю

Третя група мінералів - це мінерали, які через свої кристалічні структури електричний струм не пропускають. Такі мінерали називаються діелектриками. Перенесення електрики в таких мінералах може відбуватися при дуже високих температурах з одночасним збільшенням електричної напруги. При звичайному підвищенні електричної напруги відбувається "електричний пробій", що приводить до часткового або повного руйнування кристалічної структури мінералу.

Піроелектрика - це властивість мінералів змінювати електричну поляризацію при зміні їхньої температури. Так, при нагріванні або охолодженні піроелектричні мінерали заряджаються на протилежних кінцях або гранях різними зарядами. При цьому щільність зарядів на протилежних полюсах кристалів максимальна, а всередині дорівнює нулю.

П'єзоелектрика - це властивість виникнення електричної поляризації в кристалах мінералу-діелектрика під дією електричної напруги (прямий п'єзоелектричний ефект) і поява меха-нічних деформацій у кристалі під дією електричного поля (зворотний п'єзо-електричний ефект).

Величина й знак поляризації при прямому п'єзоефекті залежать від вели-чини механічної напруги, прикладеної до кристала - п'єзоелектрика, а також від різниці в силі (електровід’ємності) аніонів і катіонів у кристалічній структурі (рисунок 1.1). При оберненому п'єзоефекті величина деформації криста-ла або вирізаної з нього пластинки залежить від електричних потенціалів, прикладених до їхніх протилежних кінців.

Тобто при стисканні п'єзокристала його протилежні кінці електрично заряджаються, а при поданні на них електричних зарядів - деформуються.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: