Сравнение влияния примесей различной структурной организации на электрические свойства мерзлой влагосодержащей дисперсной системы
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2025-6-4-160-169Ключевые слова:
влагосодержащая дисперсная система, удельная электрическая проводимость, лед, диссоциирующие примеси, энергия активации, время релаксацииАннотация
В статье приведены результаты экспериментальных исследований частотных зависимостей удельной электрической проводимости мерзлых влагосодержащих дисперсных систем — моделей реальных арктических почвогрунтов, в которых в качестве дисперсной фазы выступает лед с диссоциирующими примесями кислот и недиссоциирующими примесями сахаридов. Исследования проводились при температурах от 130 до 270 К и частоте внешнего электрического поля от 25 Гц до 1 МГц. Для мерзлой дисперсной системы с примесями ортофосфорной, серной, азотной кислот, фруктозы и сахарозы на основании уравнения Дебая, модели Жаккарда и теории ионной тепловой поляризации рассчитаны статическая и высокочастотная проводимость, время релаксации, проводимость по ориентационным и ионным дефектам. Приведено сравнение эффективности влияния примесей на удельную электрическую проводимость мерзлой дисперсной системы. Предложена модель мерзлой влагосодержащей среды, объясняющая электрические свойства беспримесных сред и систем с примесями.
Библиографические ссылки
Jaccard, C. (1959) Theoretical and experimental studies of the electrical properties of ice. Helvetica Physica Acta, 32, 89–128. (In English)
Koposov, G. D. (2004) Problemi fiziki vlagosoderzhashchikh dispersnikh sistem v oblasti otritsatelnikh temperature [Problems of physics of moisture-containing dispersed systems in the field of negative temperatures]. Arkhangelsk: Pomor University Publ., 125 p. (In Russian)
Koposov, G. D., Tyagunin, A. V. (2013) Fizika passivnikh dielektrikov [Physics of passive dielectrics]. Arkhangelsk: KIRA Publ., 108 p. (In Russian)
Lure, Yu. Yu. (1989) Spravochnik po analiticheskoi khimii [Handbook of Analytical Chemistry]. Moscow: Khimiya Publ., 447 p. (In Russian)
Petrenko, V. F., Whitworth, R. W. (2006) Physics of ice. New York: Oxford University Press, 373 p. (In English)
Popova, L. F. (2007) Khimicheskie metodi analiza. Zadachi po analiticheskoi khimii. Metodicheskie rekomendatsii [Chemical methods of analysis. Tasks in analytical chemistry. Methodological recommendations]. Arkhangelsk: Pomor University Publ., 198 p. (In Russian)
Ravdel, A. A., Ponomareva, A. M. (2002) Kratkii spravochnik fiziko-khimicheskikh velichin [A short reference book of physico-chemical quantities]. Saint Petersburg: Ivan Fedorov Publ., 240 p. (In Russian)
Tonkonogov, M. P. (1998) Dielektricheskaya spektroskopiya kristallov s vodorodnimi svyazyami. Protonnaya relaksatsiya [Dielectric spectroscopy of crystals with hydrogen bonds. Proton relaxation] Uspekhi fizicheskikh nauk — Physics — Uspekhi, 168 (1), 29–54. https://doi.org/10.3367/UFNr.0168.199801b.0029 (In Russian)
Vasilev, V. P. (2002) Analiticheskaya khimiya: v 2-kh t. [Analytical chemistry: In 2 vols]. Moscow: Drofa Publ. (In Russian)
Volkov, A. S. (2020) Opredelenie dispersionnikh parametrov raspredeleniya Gavrilyaka-Negami s pomoshch’yu kompyuternogo analiza pri mnogorelaksatsionnikh protsessakh [Determination of the dispersion parameters of the Havriliak-Negami distribution using computer analysis in multi-relaxation processes]. In: Fizicheskii vestnik Vysshei shkoli yestestvennikh nauk i tekhnologii SAFU. Vyp. 20 [Physical Bulletin of the Higher School of Natural Sciences and Technologies of NArFU. Iss. 20]. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, pp. 45–57. (In Russian)
Volkov, A. S., Koposov, G. D. (2018) Osobennosti vliyaniya primesi H3PO4 vo ldu na udelnuyu elektricheskuyu provodimost merzlikh dispersnikh sred [Features of the effect of H3PO4 impurity in ice on the specific electrical conductivity of frozen dispersed systems]. In: Fizicheskii vestnik Vysshei shkoli yestestvennikh nauk i tekhnologii SAFU. Vyp. 18 [Physical Bulletin of the Higher School of Natural Sciences and Technologies of NArFU. Iss. 18]. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, pp. 27–34. (In Russian)
Volkov, A. S., Koposov, G. D. (2021) Shirokopolosnaya impedansnaya spektroskopiya merzloi vlagosoderzhashchei sredi na osnove poroshka kvartsa s primesyu HNO3 [Broadband impedance spectroscopy of a frozen moisturecontaining medium based on quartz powder with an admixture of HNO3]. In: Fizicheskii vestnik Vysshei shkoli yestestvennikh nauk i tekhnologii SAFU. Vyp. 21 [Physical Bulletin of the Higher School of Natural Sciences and Technologies of NArFU. Iss. 21]. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, pp. 17–32. (In Russian)
Volkov, A. S., Koposov, G. D., Perfilev, R. O. (2017) Vliyanie primesi KCl na provodimost lda v dispersnoi faze [Effect of KCl impurity on ice conductivity in the dispersed phase]. In: Fizika dielektrikov (Dielektriki-2017): materiali XIV Mezhdunarodnoi konferentsii [Physics of Dielectrics (Dielectrics-2017): Proceedings of the HIV International Conference]. Saint Petersburg: Herzen State Pedagogical University of Russia Publ., pp. 50–51. (In Russian)
Volkov, A. S., Koposov, S. G., Sazonov, E. Yu. (2016) Osobennosti vliyaniya primesi KCl na chastotno-temperaturnie zavisimosti udelnoi elektricheskoi provodimosti VDS na osnove poroshka kvartsa [Features of the influence of KCl impurity on the frequency-temperature dependences of the specific electrical conductivity of quartz powder-based WDS]. In: Fizicheskii vestnik Vysshei shkoli yestestvennikh nauk i tekhnologii SAFU. Vyp. 16 [Physical Bulletin of the Higher School of Natural Sciences and Technologies of NArFU. Iss. 16]. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, pp. 21–28. (In Russian)
Zatsepina, G. N. (1974) Svoistva i struktura vodi [Properties and structure of water]. Moscow: Moscow State University Publ., 168 p. (In Russian)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Александр Сергеевич Волков, Дмитрий Николаевич Макаров
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, делать ремиксы, видоизменять, и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие.
Данная лицензия сохраняет за автором права на статью, но разрешает другим свободно распространять, использовать и адаптировать работу при обязательном условии указания авторства. Пользователи должны предоставить корректную ссылку на оригинальную публикацию в нашем журнале, указать имена авторов и отметить факт внесения изменений (если таковые были).
Авторские права сохраняются за авторами. Лицензия CC BY 4.0 не передает права третьим лицам, а лишь предоставляет пользователям заранее данное разрешение на использование при соблюдении условия атрибуции. Любое использование будет происходить на условиях этой лицензии. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
