Релаксация Диэлектрической проницаемости в сополимерАх винилиденфторида – трифторэтилена в условиях ограниченной геометрии

Л.Н. Коротков, О.А. Караева, Д.В. Лиховая

Кафедра физики твёрдого тела

Целью настоящей работы явилось изучение особенностей диэлектрической релаксации в окрестностях сегнетоэлектрического фазового перехода в частицах сополимера винилиденфторида-трифторэтилена (ВДФ₆₀/ТрФЭ₄₀), внедренных в пористую стеклянную матрицу со средним диаметром сквозных пор около 320 нм.

Измерения комплексной диэлектрической проницаемости ^* = ^ - i^ проводились в режиме медленного нагрева (охлаждения) с использованием измерителя импеданса Е7-20 на частотах f = 25 Гц и 100 кГц в интервале температур 300 - 440 К. Погрешность измерения температуры не превышала  0,2 К, а скорость eё изменения составляла 0,5 - 1 К/мин. Для измерений использовали образцы композита (ВДФ₆₀/ТрФЭ₄₀) – SiO₂ с размерами 7х 8 х1 мм и образцы объемного полимера в виде пленок толщиной около 20 мкм.

Для всех материалов дисперсия ε^′ вблизи T_C сопровождается дисперсией мнимой компоненты

диэлектрической проницаемости ε^′′, обусловленной процессом диэлектрической релаксации. Обнаружено, что характерное время релаксации τ возрастает по мере приближения к T_C снизу.

Полученные зависимости τ(Т) могут быть удовлетворительно описаны в рамках феноменологической теории размытых фазовых переходов первого рода [1], согласно которой

,

где Т₀ –температура фазового равновесия, ₀ - константа, Q₀ – удельная теплота фазового перехода, V₀ – объем порядка объема эффективного критического зародыша. Произведение Q₀V₀ – энергия, выделяемая в объеме порядка объема эффективного критического зародыша при фазовом переходе.

Значения параметров, при которых достигается наилучшая аппроксимация экспериментальных данных, представлены в таблице.

Значения параметров релаксационного процесса в окрестностях T_C

Материал	V0Q0, эВ	Q0, Дж/см3 (эВ/см3) [2]	V0, см3	T0, K	0, с
ВДФ60/ТрФЭ40	37,6	25,2 (1,57 1020)	2,39 10-19	350	0,09
(ВДФ60/ТрФЭ40) – SiO2	42,9	25,2 (1,57 1020)	2,67 10-19	340	0,08

Эксперимент выявил снижение температуры Кюри в частицах внедренного сополимера ВДФ₆₀/ТрФЭ₄₀ по сравнению с объемным материалом. Можно констатировать, что обнаруженная для исследуемых материалов в области сегнетоэлектрического фазового перехода диэлектрическая релаксация обусловлена гетерофазными флуктуациями. Установлено незначительное возрастание «энергии активации» критического зародыша в частицах внедренного сополимера.

Литература

1. Ролов Б.Н., В.Э. Юркевич. Физика размытых фазовых переходов. Ростов: Изд-во Ростовского университета, 1983. – 320с.

2. Кочервинский В.В. Сегнетоэлектрические свойства полимеров на основе винилиденфторида // УФН. 1999. Т. 68. №10. С. 904 - 943.

УДК 537.226