Электропроводность слюды
Электропроводность
Электропроводность характеризуется величиной удельного объемного сопротивления, которое равняется сопротивлению кубика вещества с ребром в 1 см.
Объемная электропроводность слюд при низких температурах обусловлена главным образом движением примесных и слабосвязанных ионов в кристалле.
Поверхностная проводимость является электролитической в водной адсорбционной пленке на поверхности кристалла. Толщина такой пленки на свежей поверхности может достигать 30-50 монослоев молекул воды. Это приводит к росту поверхностной проводимости свежих сколов примерно на два порядка (100 раз) в сравнении с проводимостью «старых» поверхностей.
Носителями тока являются в основном ионы К+ и ОН-. С течением времени (через 1-2 суток пребывания на воздухе и через многие десятки часов на пластинках, сложенных в стопки) толщина этого слоя уменьшается до более-менее стабильной, определяющейся влажностью окружающего воздуха.
Причиной возникновения аномально высокой электропроводности свежих сколов кристаллов слюды является большая адсорбционная активность вновь образованных поверхностей кристалла. Вблизи таких поверхностей существует сильное электрическое поле поверхностных зарядов, образующихся при расщеплении. С течением времени это поле постепенно нейтрализуется вследствие поверхностной электропроводности и прилипания ионов из окружающего пространства.
Повышенную поверхностную электропроводность свежих сколов необходимо учитывать при использовании слюды в качестве электроизоляции, так как в расслоениях кристаллов этот эффект может сохраняться неопределенно длительное время.
Электропроводность вдоль спайности на несколько порядков выше, чем в перпендикулярном направлении. Это объясняется большой свободой движения ионов в межпакетном пространстве кристалла, а также наличием расслоений, параллельных спайности, заполненных адсорбционными слоями и пленками воды. Такая дефектность кристалла является основной причиной ухудшения электрических свойств флогопитов в сравнении с мусковитами.
Электропроводность отдельных кристаллов, даже одной жилы, по этой причине может сильно изменяться, что свидетельствует о значительной дефектности, которая существует в объеме кристалла.
Порядок величины электропроводности слюд представлен в таблице.
Порядок величины электропроводности слюд
(по данным лаборатории ИГУ)
Вид слюды |
Удельное объемное сопротивление перпендикулярно спайности, Ом см |
Удельное поверхностное сопротивление, ом при влажности 50% |
Удельное объемное сопротивление параллельно спайности, Ом см |
Мусковит |
1012-1016 |
1010-1012 |
1010 |
Флогопит твердый |
1011-1014 |
1010-1011 |
109 |
Флогопит мягкий |
109-1012 |
109-1010 |
107 |