Наряду с комплексной диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь релаксационную поляризацию можно описывать и с помощью комплексной удельной проводимости
(1)
Принято считать, что в частотной области выше имеет насыщение, а характеризуется экстремумами в ее частотной зависимости (максимумом и минимумом). Однако при изменении соотношения характер (ω) меняется. С уменьшением высоты максимума уменьшаются, а при некоторых отношениях он и вовсе исчезает.
В самом деле, с учетом уравнения Дебая
(2),
Экстремумы этой функции находятся из уравнения
(3)
Корни уравнения действительны, пока дискриминант D положителен. При D=0 максимумы и минимумы функции сливаются, возникает точка перегиба.
(4)
Равенство нулю дискриминанта имеет место при , а при экстремумы этой функции отсутствуют. Это обстоятельство и соображения, которые были приведены нами в /1/, позволяют выделить две области соотношения вклада в поляризацию образца диэлектрика быстрых и медленных процессов - при релаксационный процесс можно условно назвать «слабым», а при - «сильным». Для сильного процесса экстремумы в зависимости (ω) имеются, для слабого - нет.
Для образцов с сильным релаксационным процессом наличие процесса релаксационной поляризации может быть обнаружено по зависимостям (). Подобно тому, как в диаграмме Коула-Коула в зависимостях имеются максимумы, в зависимостях они тоже присутствуют.
По исследованию частотных зависимостей (ω) при разных температурах могут быть определены энергии активации дебаевского релаксационного процесса. С учетом уравнения Дебая
(5)
в частотной зависимости имеют место экстремумы, описываемые уравнением
(6)
Уравнение является биквадратным. Меньший положительный корень соответствует максимуму, а больший - минимуму в зависимости (ω) . Разумеется, уравнение будет иметь действительные корни только в случае развития сильного релаксационного процесса. Положим , в этом случае уравнение существенно упрощается, и определим частоты экстремума. В этом случае для максимума частота , а для минимума . Таким образом, как и в случае исследования экстремумов и , максимумы и минимумы (ω) дают линейную зависимость , и по наклону прямой может быть определена энергия активации процесса.
В температурной зависимости максимумы отсутствуют.
Таким образом, энергия активации процесса релаксационной поляризации может быть определена при исследованиях частотных и температурных зависимостей и , и частотных зависимостей .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Богатин А.С., Лисица И.В., Богатина С.А.. Письма в ЖТФ,том 28, вып.18, с.61-66.