Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

Ю. С. Перец, Л. Ю. Мацуй, Л. Л. Вовченко, В. В. Козаченко
«Частотна залежність електропровідности в нанокомпозитах з бінарним наповнювачем »
0565–0578 (2013)

PACS numbers: 72.80.Rj, 72.80.Tm, 73.63.Fg, 81.05.ub, 81.05.uj, 82.35.Np, 84.32.Ff

Представлено результати дослідження частотних залежностей електропровідности на постійному струмі (?dc) дво- та трикомпонентних полімерних композитних матеріалів (КМ): двокомпонентної системи, де в якості наповнювача використовували різні види нановуглецю, й трикомпонентної системи, де в якості другого наповнювача використовували дисперсний нітрид бору (BN). Дослідження виконували в діапазоні частот від 10 до 107 Гц за кімнатної температури Т???293 К. Було показано, що додавання нітриду бору збільшує електропровідність КМ, як з графітовими наноплатівками (ГНП), так і з вуглецевими нанотрубками (ВНТ), а також зменшує величину перколяційного переходу КМ ВНТ???СЕДМ-2???27%BN на 0,004 об. ч. Виявлено, що частотна залежність електропровідности ?ac має три різні ділянки: (1) при низьких частотах ?ac не залежить від частоти; (2) при досягненні граничної частоти fгр електропровідність описується степеневим законом ?ac???fs, де значення s варіюються від 0,6 до 1,0 (в нашому випадку для електропровідности виконується скейлінгове співвідношення зі зведеною частотою, і значення параметра s лежить у заданих межах); (3) область насичення. Встановлено вплив морфології наповнювача на характер зміни електропровідних та перколяційних характеристик КМ нановуглець–полімер при додаванні дисперсного діелектричного наповнювача. Введення BN в якості другого діелектричного компонента в КМ полімер–нановуглець призводить до зсуву порогу перколяції й збільшення електропровідности КМ, не змінює загальний вигляд залежности електропровідности від частоти ?ac(?) (f????/(2?)), а також призводить до зниження критичної частоти. Це вказує на зниження ступеня аґреґованости нановуглецевого наповнювача в КМ. Аналіз частотних залежностей електропровідности КМ полімер–нановуглець у межах моделі зміщення випадкових блукань показав, що при додаванні нітриду бору в КМ з ГНП відбувається розупорядкування наповнювача, а в КМ з ВНТ — упорядкування наповнювача.