Dielektrika

Fyzika normálních dielektrik

Flexoelektrický jev

    Tento jev byl poprvé pozorován v roce 1901 Astonem, který vytvořil kondenzátor, jehož elektrody byly tvořeny mosaznými deskami. Mezi elektrody umístil vulkanizovaný kaučuk. Poté nechal dopadat na elektrodu závaží a pozoroval záporný a kladný napěťový impuls. Tyto impulsy souvisely se stlačením a rozpínáním kaučukového vzorku. Aston se domníval, že vniklé napěťové impulsy souvisí s polarizací dielektrika v důsledku mechanického namáhání. Jev byl pozorován u polymerních látek a další výzkumy prováděli například Dogadkin, Gul či Tagancev. Právě Tagancev popisuje flexoelektrický jev jako "polarizaci u nehomogenně deformovaného krystalu, která je úměrná gradientu deformace, jestliže kvadrupólový moment nedeformovaného krystalu je roven nule". U polymerních látek bylo zjištěno, že mechanická deformace je svázána s orientací částí makromolekul. Zvětšování deformace pak vede ke zvětšení separovaného náboje. Efekt probíhá s jinou účinností u polárních a u nepolárních látek.
    Mechanická deformace může být uskutečněna mnoha způsoby - ohybem, tlakem, zkrutem apod. Ohybové zkoušky jsou často špatně reprodukovatelné. Následující schéma ukazuje sestavenou aparaturu pro měření flexoelektrického jevu u vzorku deformovaného tlakem.

    Tato aparatura je složena ze dvou mosazných kruhových elektrod 1 a 2. Vzorek 3 je vložen mezi tyto elektrody. Horní elektroda je spojena s deskou, na kterou se umisťuje závaží o vhodné hmotnosti (0,5 - 10 kg). Spodní elektroda leží na jantarovém válečku, který je umístěn na kovovém válci. Tento kovový válec dosedá na uzemněnou podložku. Tato část aparatury je stíněna plechovým krytem (4). Z elektrod vedou vodiče do milivoltmetru. Tvar vzorku (komolý jehlan) zaručuje po zatížení vznik nehomogenní deformace. Aparaturu je možné vylepšit vhodným tvarem elektrod.
    Měření značně komplikují další faktory jako triboelektřina nebo kontaktní napětí. Tyto faktory lze do jisté míry eliminovat nastříkáním grafitových elektrod na vzorek a ponořením povrchu do glycerínu či lihu.