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Der oder das '''Elektret''' ist ein elektrisch [[Nichtleiter|isolierendes]] Material, das quasi-permanent gespeicherte [[elektrische Ladung]]en oder | Der oder das '''Elektret''' ist ein elektrisch [[Nichtleiter|isolierendes]] Material, das quasi-permanent gespeicherte [[elektrische Ladung]]en oder quasi-permanent ausgerichtete [[Elektrischer Dipol|elektrische Dipole]] enthält und somit ein quasi-permanentes [[elektrisches Feld]] in seiner Umgebung oder in seinem Inneren erzeugt. Der Name ist in Anlehnung an das Wort [[Magnet]] entstanden und stammt von dem englischen Physiker [[Oliver Heaviside]], der die Existenz von Elektreten 1885 theoretisch vorhersagte. Der Name soll zeigen, dass der Elektret als [[Elektrostatik|elektrostatisches]] Analogon zum [[Permanentmagnet]]en aufgefasst werden kann. | ||
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Bereits im 18. Jahrhundert gab es Untersuchungen zur elektrischen Aufladung und zur Ausrichtung von Dipolen in isolierenden Materialien. Eine einfache Apparatur zur Untersuchung und zur Nutzung der damit verbundenen elektrischen Effekte war der [[Elektrophor]], der zuerst von Wilke, dann unabhängig von [[Alessandro Volta]] und schließlich auch von [[Georg Christoph Lichtenberg]] (1778) beschrieben wurde. | Bereits im 18. Jahrhundert gab es Untersuchungen zur elektrischen Aufladung und zur Ausrichtung von Dipolen in isolierenden Materialien. Eine einfache Apparatur zur Untersuchung und zur Nutzung der damit verbundenen elektrischen Effekte war der [[Elektrophor]], der zuerst von Wilke, dann unabhängig von [[Alessandro Volta]] und schließlich auch von [[Georg Christoph Lichtenberg]] (1778) beschrieben wurde. | ||
Die moderne Untersuchung und Anwendung von Elektreten begann damit, dass Elektrete um 1920 in Japan auf der Basis von [[Dielektrikum|Dielektrika]] hergestellt wurden. Dabei wurde ein Gemisch aus [[Wachs]] und [[Carnaubawachs]] geschmolzen und bei der anschließenden Abkühlung einem äußeren elektrischen Feld ausgesetzt, durch das in der Mischung enthaltene [[Molekül]]e mit einem [[Elektrisches Dipolmoment|elektrischen Dipolmoment]] ausgerichtet und gleichzeitig im Material vorhandene Ladungen getrennt werden (sogenannter Thermoelektret). | Die moderne Untersuchung und Anwendung von Elektreten begann damit, dass Elektrete um 1920 in Japan auf der Basis von [[Dielektrikum|Dielektrika]] hergestellt wurden. Dabei wurde ein Gemisch aus [[Wachs]] und [[Carnaubawachs]] geschmolzen und bei der anschließenden Abkühlung einem äußeren elektrischen Feld ausgesetzt, durch das in der Mischung enthaltene [[Molekül]]e mit einem [[Elektrisches Dipolmoment|elektrischen Dipolmoment]] ausgerichtet und gleichzeitig im Material vorhandene Ladungen getrennt werden (sogenannter Thermoelektret). | ||
Nach der Erstarrung | Nach der Erstarrung ist die Beweglichkeit der Moleküle stark eingeschränkt, die Ausrichtung der Dipole bleibt praktisch erhalten. Solche Elektrete sind allerdings nur stabil, wenn sie durch eine metallische Schutzschicht versiegelt sind. | ||
Heute werden Elektrete meist aus [[Polymer]]en (u.a. [[Polytetrafluorethylen]], [[Polytetrafluorethylenpropylen]], [[Polypropylen]], [[Polyethylenterephthalat]], [[Polyvinylidenfluorid]] und einige seiner [[Copolymer]]e) hergestellt, teilweise aber auch aus [[ | Heute werden Elektrete meist aus [[Polymer]]en (u. a. [[Polytetrafluorethylen]], [[Polytetrafluorethylenpropylen]], [[Polypropylen]], [[Polyethylenterephthalat]], [[Polyvinylidenfluorid]] und einige seiner [[Copolymer]]e) hergestellt, teilweise aber auch aus [[anorganisch]]en Dielektrika wie [[Siliciumdioxid]] oder [[Siliciumnitrid]]. | ||
Technisch werden Elektrete in teilweise sehr großen Stückzahlen eingesetzt als [[Schwingungsmembran|Membran]]en in Schallwandlern ([[Elektret-Mikrofon]] oder [[Kopfhörer]]), als elektrisch und mechanisch wirksame [[Faser]]n in der Gasreinigung ([[Elektret-Filter]]),<ref>Réda Lathrache, Heinz Fißan: ''Grundlegende Untersuchungen zum Abscheideverhalten der Elektret-Filter – Teil 1: Bestimmung der Abscheidegrade''. [[Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft|Staub – Reinhalt. Luft]], 49 (1989) Nr. 9, S. 309–314.</ref> als Quelle eines quasi-permanenten elektrischen Feldes in Strahlungs-[[Dosimeter]]n, als [[Ultraschallwandler]]schichten in der [[Medizintechnik]], als Infrarot-[[Bewegungsmelder]] und in vielen weiteren Anwendungen. | Technisch werden Elektrete in teilweise sehr großen Stückzahlen eingesetzt als [[Schwingungsmembran|Membran]]en in Schallwandlern ([[Elektret-Mikrofon]] oder [[Kopfhörer]]), als elektrisch und mechanisch wirksame [[Faser]]n in der Gasreinigung ([[Elektret-Filter]]),<ref>Réda Lathrache, Heinz Fißan: ''Grundlegende Untersuchungen zum Abscheideverhalten der Elektret-Filter – Teil 1: Bestimmung der Abscheidegrade''. [[Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft|Staub – Reinhalt. Luft]], 49 (1989) Nr. 9, S. 309–314.</ref> als Quelle eines quasi-permanenten elektrischen Feldes in Strahlungs-[[Dosimeter]]n, in [[Atemschutzmaske|Feinstaubmasken]], als [[Ultraschallwandler]]schichten in der [[Medizintechnik]], als Infrarot-[[Bewegungsmelder]] und in vielen weiteren Anwendungen. | ||
Wegen des schlechten Rufes des früher unstabilen Elektrets wird bei Mikrofonen gerne verborgen, dass es sich um Elektret-Mikrofone handelt. In den Datenblättern steht dann stattdessen die Angabe ''„pre-polarized“''. | Wegen des schlechten Rufes des früher unstabilen Elektrets wird bei Mikrofonen gerne verborgen, dass es sich um Elektret-Mikrofone handelt. In den Datenblättern steht dann stattdessen die Angabe ''„pre-polarized“''. | ||
== Literatur == | == Literatur == | ||
Der oder das Elektret ist ein elektrisch isolierendes Material, das quasi-permanent gespeicherte elektrische Ladungen oder quasi-permanent ausgerichtete elektrische Dipole enthält und somit ein quasi-permanentes elektrisches Feld in seiner Umgebung oder in seinem Inneren erzeugt. Der Name ist in Anlehnung an das Wort Magnet entstanden und stammt von dem englischen Physiker Oliver Heaviside, der die Existenz von Elektreten 1885 theoretisch vorhersagte. Der Name soll zeigen, dass der Elektret als elektrostatisches Analogon zum Permanentmagneten aufgefasst werden kann.
Bereits im 18. Jahrhundert gab es Untersuchungen zur elektrischen Aufladung und zur Ausrichtung von Dipolen in isolierenden Materialien. Eine einfache Apparatur zur Untersuchung und zur Nutzung der damit verbundenen elektrischen Effekte war der Elektrophor, der zuerst von Wilke, dann unabhängig von Alessandro Volta und schließlich auch von Georg Christoph Lichtenberg (1778) beschrieben wurde.
Die moderne Untersuchung und Anwendung von Elektreten begann damit, dass Elektrete um 1920 in Japan auf der Basis von Dielektrika hergestellt wurden. Dabei wurde ein Gemisch aus Wachs und Carnaubawachs geschmolzen und bei der anschließenden Abkühlung einem äußeren elektrischen Feld ausgesetzt, durch das in der Mischung enthaltene Moleküle mit einem elektrischen Dipolmoment ausgerichtet und gleichzeitig im Material vorhandene Ladungen getrennt werden (sogenannter Thermoelektret). Nach der Erstarrung ist die Beweglichkeit der Moleküle stark eingeschränkt, die Ausrichtung der Dipole bleibt praktisch erhalten. Solche Elektrete sind allerdings nur stabil, wenn sie durch eine metallische Schutzschicht versiegelt sind.
Heute werden Elektrete meist aus Polymeren (u. a. Polytetrafluorethylen, Polytetrafluorethylenpropylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenfluorid und einige seiner Copolymere) hergestellt, teilweise aber auch aus anorganischen Dielektrika wie Siliciumdioxid oder Siliciumnitrid.
Technisch werden Elektrete in teilweise sehr großen Stückzahlen eingesetzt als Membranen in Schallwandlern (Elektret-Mikrofon oder Kopfhörer), als elektrisch und mechanisch wirksame Fasern in der Gasreinigung (Elektret-Filter),[1] als Quelle eines quasi-permanenten elektrischen Feldes in Strahlungs-Dosimetern, in Feinstaubmasken, als Ultraschallwandlerschichten in der Medizintechnik, als Infrarot-Bewegungsmelder und in vielen weiteren Anwendungen.
Wegen des schlechten Rufes des früher unstabilen Elektrets wird bei Mikrofonen gerne verborgen, dass es sich um Elektret-Mikrofone handelt. In den Datenblättern steht dann stattdessen die Angabe „pre-polarized“.