Dielectric absorption in dispersed systems

Summary

The dielectric loss factors of some dispersed systems have been measured in the frequency range 30 kilocycles per second to 5 megacycles per second. Two types of absorption maxima occur, the first in the 10 to 30 kilocycles per second range and the second in the low megacycle region. Three theories have been considered in the interpretation of the results; the first the ionic theory of O’Konski which considers dielectric absorption as arising from ionic transport phenomena; second the Maxwell-Wagner theory assuming an interfacial polarisation; and third the Debye theory which considers dielectric absorption as a dipolar mechanism. In the light of this discussion the first dispersion region has been interpreted by the Maxwell-Wagner theory and the second on the Debye theory. The predictions of the O’Konski theory are not experimentally realised for a system of this type. The second absorption is attributed to the orientation of water molecules on the surface of the solid particle.

Zusammenfassung

Die dielektrischen Verlustfaktoren einiger disperser Systeme wurden im Frequenzbereich von 30 kHz bis 5 MHz untersucht. Zwei Typen der Absorptionsmaxima treten auf, das eine zwischen 10 und 30 kHz, das andere im Bereich einiger MHz. Die Ergebnisse wurden vom Standpunkt dreier Theorien aus diskutiert.

Die erste ist die Ionentheorie von O’Konski, die die dielektrische Absorption durch Ionentransportphänomene interpretiert; die zweite ist die Maxwell-Wagner-Theorie, die Grenzflächenladungen betrachtet, und die dritte ist die Debyesche Theorie der Dipolabsorption. Es zeigt sich, daß die Dispersion im niederfrequenten Bereich auf Maxwell-Wagner-Mechanismen und die im hochfrequenten auf Debye-Mechanismen beruht. Die Voraussagen der O’Konski-Theorie sind für die untersuchten Systeme experimentell nicht realisiert. Die Hochfrequenzabsorption wird der Orientierung von Wassermolekülen an der Oberfläche der festen Teilchen zugeordnet.