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

Представлены результаты исследования частотных зависимостей электропроводности на постоянном токе (?dc) двух- и трёхкомпонентных полимерных композитных материалов (КМ): двухкомпонентной системы, где в качестве наполнителя использовали различные виды наноуглерода, и трёхкомпонентной системы, где в качестве второго наполнителя использовали дисперсный нитрид бора. Исследования выполняли в диапазоне частот от 10 до 107 Гц при комнатной температуре Т???293 К. Было показано, что добавление нитрида бора увеличивает электропроводность КМ, как с графитовыми нанопластинками (ГНП), так и с углеродными нанотрубками, а также уменьшает величину перколяционного перехода КМ УНТ???СЕДМ-2???27%BN на 0,004 об. ч. Обнаружено, что частотная зависимость электропроводности ?ac имеет три различные области: (1) при низких частотах ?ac не зависит от частоты; (2) при достижении предельной частоты fгр электропроводность описывается степенным законом ?ac???fs, где значения s варьируются от 0,6 до 1,0 (в нашем случае для электропроводности выполняется скейлинговое соотношение с приведённой частотой, и параметр s лежит в заданных пределах); (3) область насыщения. Установлено влияние морфологии наполнителя на характер изменения электропроводящих и перколяционных характеристик КМ наноуглерод–полимер при добавлении дисперсного диэлектрического наполнителя. Введение BN в качестве второго диэлектрического компонента в КМ полимер–наноуглерод приводит к смещению порога перколяции, увеличению электропроводности КМ и не меняет общий вид зависимости электропроводности от частоты ?ac(?) (f????/(2?)), а также приводит к снижению критической частоты. Это указывает на снижение степени агрегирования наноуглеродного наполнителя в КМ. Анализ частотных зависимостей электропроводности КМ полимер–наноуглерод в пределах модели смещения случайных блужданий показал, что при добавлении нитрида бора в КМ с ГНП происходит разупорядочение наполнителя, а в КМ с УНТ — упорядочение наполнителя.