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温度相关的微波频率下氯化钠水溶液介电特性

王丰 贾国柱 刘莉 刘凤海 梁文海

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温度相关的微波频率下氯化钠水溶液介电特性

王丰, 贾国柱, 刘莉, 刘凤海, 梁文海

Temperature dependent dielectric of aqueous NaCl solution at microwave frequency

Wang Feng, Jia Guo-Zhu, Liu Li, Liu Feng-Hai, Liang Wen-Hai
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  • 针对NaCl水溶液(0.0010.5 mol/L)介电特性, 实验调查了频率(2006.25 GHz), 温度(293353 K)、 浓度相关复介电常数. 结果表明: 频率增大的过程中虚部呈逐渐减小的趋势, 高温使离子扰动增大, 破坏了溶液内部水分子四面体结构和氢键构象而使介电常数实部减小. 与纯水相比, 溶液的损耗角正切在高温353 K低频区下降明显. 同时发现2.45和5.8 GHz的复介电常数随温度变化的温度窗效应, 温度窗效应导致微波加热时耗散功率的振荡变化, 温度分布不均匀现象在实验中得以证实.
    Dielectric properties of aqueous NaCl solution, which are dependent on temperature (293-353 K), with a concentration in a range of 0.001-0.5 mol/L at microwave frequencies ranging from 200 MHz to 6.25 GHz are studied experimentally. The results indicate that imaginary part decreases with frequency increasing, and tetrahedral structure of H2O and hydrogen bond of aqueous NaCl solution is broken by high temperature, leading to the decreasing of real part of dielectric. The loss angle tangent in solution obviously decreases in a low frequency zone at 353 K compared with that in pure water. Temperature window effect that complex dielectric increases or decreases with temperature varying at 2.45 GHz and 5.8 GHz, thereby leading to the oscillation of dissipation power in microwave heating process and the nonequilibrium distribution of temperature is also confirmed.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61102044)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61102044).
    [1]

    Hamed H S, Owen B B 1958 The Physical Chemistry of Electrolyte Solutions (New York: Reinhold) pp4-7

    [2]

    Hubbard J B, Wolynes P G 1988 The Chemical Physics of Salvation (New York: Elsevier) pp2-3

    [3]

    Koneshan S, Rasaiah J C 2000 J. Chem. Phys. 18 113

    [4]

    Huang K M, Jia G Z, Yang X Q 2008 Acta Phys. Chem. Sin. 24 20 (in Chinese) [黄卡玛, 贾国柱, 杨晓庆2008 物理化学学报 24 20]

    [5]

    Jepsen U P, Merbold H 2010 J. Infrared Milli. Terahz Waves 31 430

    [6]

    Peyman A, Gabriel C, Grant E H 2007 Bioelectromagnetics 28 264

    [7]

    Chandra A, Bagchi B 1999 J. Chem. Phys. 110 10024

    [8]

    Chandra A, Bagchi B 2000 J. Chem. Phys. 112 1876

    [9]

    Gulich R, Köhler M, Lunkenheimer P, Loidl A 2009 Radiat. Environ. Biophys. 48 107

    [10]

    Wallen S L, Pfund D M, Fulton J L 1998 J. Chem. Phys. 108 4039

    [11]

    Ferlat G, Miguel A S, Jal J F, Soetens J C, Bopp P A, Hazemann J L, Testemale D, Daniel I 2002 J. Mol. Liq. 101 127

    [12]

    de Jong P H K, Neilson G W, Bellissent-Funel M C 1996 J. Chem. Phys. 105 5155

    [13]

    Yamaguchi T, Yamaguchi M, Ohzono H, Wakita H, Yamanaka K 1996 Chem. Phys. Lett. 252 317

    [14]

    Soper A K, Weckström K 2006 Biophys. Chem. 124 180

    [15]

    Kropman M F, Bakker H J 2001 Science 291 2118

    [16]

    Peter U J, Merbold H 2012 J. Infrared Milli Terahz Waves 31 430

    [17]

    Levy E, Puzenko A, Kaatze U, Ishai P B, Feldman Y 2012 J. Chem. Phys. 136 114503

    [18]

    Basey-Fisher T H, Hanham S M, Andresen H, Maier S A, Stevens M M, Alford N M, Klein N 2011 Appl. Phys. Lett. 99 233703

    [19]

    Zhang L L, Huang X R, Zhou H W, Huang Y N 2012 Acta Phys. Sin. 61 077701 [张丽丽, 黄欣茹, 周恒为, 黄以能 2012物理学报 61 077701]

    [20]

    Zhang L L, Huang X R, Zhou H W, Huang Y N 2012 Acta Phys. Sin. 61 187701 (in Chinese) [张丽丽, 黄欣茹, 周恒为, 黄以能 2012物理学报 61 187701]

    [21]

    Yang X Q, Huang K M 2006 IEEE Trans. on GRS. 43 315

    [22]

    Zhao S C, Li G R, Zhang L N, Wang T B, Ding A L 2006 Acta Phys. Sin. 55 3711 (in Chinese) [赵苏串, 李国荣, 张丽娜, 王天宝, 丁爱丽 2006 物理学报 55 3711]

    [23]

    Tang H M, Deng K, Hu X S, Sun Y G, Chen H, Lin Y, Lin Z R 2010 J. Sichuan Normal. Univ. 33 833 (in Chinese) [唐红梅, 邓科, 胡祥书, 孙永贵, 陈洪, 林云, 林展如 2010 四川师范大学学报 33 833]

    [24]

    Dong C J, Chen Q Y, Xu M, Zhou H P, Duan M Y, Hu Z G 2009 J. Sichuan Normal. Univ. 32 781 (in Chinese) [董成军, 陈青云, 徐明, 周海平, 段满益, 胡志刚2009四川师范大学学报 32 781]

    [25]

    Wu X H, Yang X Q, Huang K M 2009 CIESC J. 60 303 (in Chinese) [吴欣华, 杨晓庆, 黄卡玛2009 化工学报 60 303]

  • [1]

    Hamed H S, Owen B B 1958 The Physical Chemistry of Electrolyte Solutions (New York: Reinhold) pp4-7

    [2]

    Hubbard J B, Wolynes P G 1988 The Chemical Physics of Salvation (New York: Elsevier) pp2-3

    [3]

    Koneshan S, Rasaiah J C 2000 J. Chem. Phys. 18 113

    [4]

    Huang K M, Jia G Z, Yang X Q 2008 Acta Phys. Chem. Sin. 24 20 (in Chinese) [黄卡玛, 贾国柱, 杨晓庆2008 物理化学学报 24 20]

    [5]

    Jepsen U P, Merbold H 2010 J. Infrared Milli. Terahz Waves 31 430

    [6]

    Peyman A, Gabriel C, Grant E H 2007 Bioelectromagnetics 28 264

    [7]

    Chandra A, Bagchi B 1999 J. Chem. Phys. 110 10024

    [8]

    Chandra A, Bagchi B 2000 J. Chem. Phys. 112 1876

    [9]

    Gulich R, Köhler M, Lunkenheimer P, Loidl A 2009 Radiat. Environ. Biophys. 48 107

    [10]

    Wallen S L, Pfund D M, Fulton J L 1998 J. Chem. Phys. 108 4039

    [11]

    Ferlat G, Miguel A S, Jal J F, Soetens J C, Bopp P A, Hazemann J L, Testemale D, Daniel I 2002 J. Mol. Liq. 101 127

    [12]

    de Jong P H K, Neilson G W, Bellissent-Funel M C 1996 J. Chem. Phys. 105 5155

    [13]

    Yamaguchi T, Yamaguchi M, Ohzono H, Wakita H, Yamanaka K 1996 Chem. Phys. Lett. 252 317

    [14]

    Soper A K, Weckström K 2006 Biophys. Chem. 124 180

    [15]

    Kropman M F, Bakker H J 2001 Science 291 2118

    [16]

    Peter U J, Merbold H 2012 J. Infrared Milli Terahz Waves 31 430

    [17]

    Levy E, Puzenko A, Kaatze U, Ishai P B, Feldman Y 2012 J. Chem. Phys. 136 114503

    [18]

    Basey-Fisher T H, Hanham S M, Andresen H, Maier S A, Stevens M M, Alford N M, Klein N 2011 Appl. Phys. Lett. 99 233703

    [19]

    Zhang L L, Huang X R, Zhou H W, Huang Y N 2012 Acta Phys. Sin. 61 077701 [张丽丽, 黄欣茹, 周恒为, 黄以能 2012物理学报 61 077701]

    [20]

    Zhang L L, Huang X R, Zhou H W, Huang Y N 2012 Acta Phys. Sin. 61 187701 (in Chinese) [张丽丽, 黄欣茹, 周恒为, 黄以能 2012物理学报 61 187701]

    [21]

    Yang X Q, Huang K M 2006 IEEE Trans. on GRS. 43 315

    [22]

    Zhao S C, Li G R, Zhang L N, Wang T B, Ding A L 2006 Acta Phys. Sin. 55 3711 (in Chinese) [赵苏串, 李国荣, 张丽娜, 王天宝, 丁爱丽 2006 物理学报 55 3711]

    [23]

    Tang H M, Deng K, Hu X S, Sun Y G, Chen H, Lin Y, Lin Z R 2010 J. Sichuan Normal. Univ. 33 833 (in Chinese) [唐红梅, 邓科, 胡祥书, 孙永贵, 陈洪, 林云, 林展如 2010 四川师范大学学报 33 833]

    [24]

    Dong C J, Chen Q Y, Xu M, Zhou H P, Duan M Y, Hu Z G 2009 J. Sichuan Normal. Univ. 32 781 (in Chinese) [董成军, 陈青云, 徐明, 周海平, 段满益, 胡志刚2009四川师范大学学报 32 781]

    [25]

    Wu X H, Yang X Q, Huang K M 2009 CIESC J. 60 303 (in Chinese) [吴欣华, 杨晓庆, 黄卡玛2009 化工学报 60 303]

  • [1] 覃维, 安书悦, 陈帅, 龚荣洲, 王鲜. 基于迭代反演的非磁性材料复介电常数测量及初值选取方法. 物理学报, 2023, 72(7): 070601. doi: 10.7498/aps.72.20222224
    [2] 屈奎, 张荣福, 肖鹏程. 基于调频连续波雷达的物体运动状态实时检测算法研究. 物理学报, 2021, 70(19): 198402. doi: 10.7498/aps.70.20210205
    [3] 董旭, 黄永盛, 唐光毅, 陈姗红, 司梅雨, 张建勇. 基于微波-电子康普顿背散射的环形正负电子对撞机束流能量测量方案. 物理学报, 2021, 70(13): 131301. doi: 10.7498/aps.70.20202081
    [4] 张华, 陈少平, 龙洋, 樊文浩, 王文先, 孟庆森. 微波低温制备Mg2Si0.4Sn0.6-yBiy热电材料的传输机理. 物理学报, 2015, 64(24): 247302. doi: 10.7498/aps.64.247302
    [5] 宋桂林, 苏健, 张娜, 常方高. 多铁材料Bi1-xCaxFeO3的介电、铁磁特性和高温磁相变. 物理学报, 2015, 64(24): 247502. doi: 10.7498/aps.64.247502
    [6] 何晶, 苗强, 吴德伟. 微波-光波变电长度缩比条件下目标雷达散射截面相似性研究. 物理学报, 2014, 63(20): 200301. doi: 10.7498/aps.63.200301
    [7] 杨昌平, 李旻奕, 宋学平, 肖海波, 徐玲芳. 氧含量对CaCu3Ti4O12巨介电常数和介电过程的影响. 物理学报, 2012, 61(19): 197702. doi: 10.7498/aps.61.197702
    [8] 杨晶, 刘国宾, 顾思洪. 平行线偏光激发CPT共振方案实验研究. 物理学报, 2012, 61(4): 043202. doi: 10.7498/aps.61.043202
    [9] 丁帅, 王秉中, 葛广顶, 王多, 赵德双. 基于时间透镜原理实现微波信号时间反演. 物理学报, 2012, 61(6): 064101. doi: 10.7498/aps.61.064101
    [10] 李忠虎, 李林, 祁阳. BaCoxZn2-xFe16O27六角铁氧体电子结构与介电特性的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(20): 207102. doi: 10.7498/aps.61.207102
    [11] 罗晓婧, 杨昌平, 宋学平, 徐玲芳. 巨介电常数氧化物CaCu3Ti4O12的介电和阻抗特性. 物理学报, 2010, 59(5): 3516-3522. doi: 10.7498/aps.59.3516
    [12] 郑鸿, 杨成韬. 磁电薄膜与微波作用研究. 物理学报, 2010, 59(7): 5055-5060. doi: 10.7498/aps.59.5055
    [13] 杨雁, 李盛涛. CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构及直流导电特性. 物理学报, 2009, 58(9): 6376-6380. doi: 10.7498/aps.58.6376
    [14] 尹桂来, 李建英, 李盛涛. 利用普适介电理论对银/氧化锌复合材料介电性能的研究. 物理学报, 2009, 58(6): 4219-4224. doi: 10.7498/aps.58.4219
    [15] 李晓兵, 赵祥永, 汪尧进, 王飞飞, 陈超, 罗豪甦. 由BaTiO3晶体结构相变时的介电特性研究其电场作用下的偶极子偏转路径. 物理学报, 2009, 58(6): 4225-4229. doi: 10.7498/aps.58.4225
    [16] 俞笑竹, 王婷婷, 叶 超, 宁兆元. 掺CH4的SiCOH低介电常数薄膜结构与介电性能研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5417-5421. doi: 10.7498/aps.54.5417
    [17] 沈 韩, 许 华, 陈 敏, 李景德. 超高介电常数非铁电单晶. 物理学报, 2004, 53(5): 1529-1533. doi: 10.7498/aps.53.1529
    [18] 柳学榕, 胡泊, 刘文汉, 高琛. 扫描近场微波显微镜测量非线性介电常数的理论校准系数. 物理学报, 2003, 52(1): 34-38. doi: 10.7498/aps.52.34
    [19] 赵东林, 周万城, 万伟. 纳米Si/C/N复相粉体的微波介电特性. 物理学报, 2001, 50(12): 2471-2476. doi: 10.7498/aps.50.2471
    [20] 史隆培, 廖绍彬. 微波铁氧体的介电常数和磁导率的测量. 物理学报, 1974, 23(3): 61-72. doi: 10.7498/aps.23.61
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-18
  • 修回日期:  2012-09-14
  • 刊出日期:  2013-02-05

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