Frequency-Dependent Behavior of the Conductivity of a Polymer Composite of Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene and Nano-NiO

L. Yu. Fedorov; Федоров Л. Ю.; A. V. Ushakov; Ушаков А. В.; I. V. Karpov; Карпов И. В.; E. A. Goncharova; Гончарова Е. А.

doi:10.31857/S0002337X23020057

Особенности частотно-зависимого поведения проводимости полимерного композиционного материала сверхвысокомолекулярный полиэтилен/нано-NiO

Авторы: Федоров Л.Ю.¹^,2, Ушаков А.В.¹^,2, Карпов И.В.¹^,2, Гончарова Е.А.¹^,2
Учреждения:
1. Сибирский федеральный университет
2. Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”
Выпуск: Том 59, № 2 (2023)
Страницы: 235-240
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/0002-337X/article/view/140140
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23020057
EDN: https://elibrary.ru/YDESLH
ID: 140140

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом импедансной спектроскопии исследованы электрофизические характеристики композитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с осажденными на его гранулах наночастицами NiO. Это позволило изучить электротехнические свойства ансамбля равномерно распределeнных наночастиц в полимерной матрице. Вычислены значения диэлектрической проницаемости, емкости, тангенса угла диэлектрических потерь полимерного композита. Определены частотные зависимости активной и реактивной компонент комплексной проводимости. Установлено преобладание прыжкового механизма проводимости композита до частоты 1 МГц, который затем сменяется релаксационным. Обсуждается связь структурных особенностей композита с процессами переноса зарядов.

Ключевые слова

вакуумный дуговой разряд, нанокомпозиты, оксид никеля, импеданс, диэлектрические свойства

Список литературы

Маркевич И.А., Селютин Г.Е., Дрокин Н.А., Селютин А.Г. Электрофизические и механические свойства композита с повышенной диэлектрической проницаемостью на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного углеродными нанотрубками // ЖТФ. 2020. Т. 90. Вып. 7. С. 1151–1158. https://doi.org/10.21883/JTF.2020.07.49450.391-19
Беляев Б.А., Тюрнев В.В., Ходенков С.А. Эффективная диэлектрическая проницаемость анизотропного композита из сфероидных частиц в диэлектрической матрице // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. Вып. 23. С. 22–26. https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.23.51779.18984
Баронин Г.С., Бузник В.М., Мищенко С.В., Завражин Д.О. Исследование строения и свойств полимерных композитов на основе политетрафторэтилена и наночастиц кобальта, титана и кремния // Инж.-физ. журн. 2021. Т. 94. Вып. 6. С. 1655–1662.
Яковенко Е.С., Мацуй Л.Ю., Вовченко Л.Л., Олейник В.В., Лаунец В.Л., Труханов А.В. Диэлектрические свойства композитных материалов с ориентированными углеродными нанотрубками // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. Вып. 11. С. 1271–1276. https://doi.org/10.7868/S0002337X1611018X
Broadband Dielectric Spectroscopy / Eds. Kremer F., Schönhals A. N.Y.: Springer, 2003.
Маркевич И.А., Дрокин Н.А., Селютин Г.Е. Исследование методом импедансной спектроскопии полимерного композита с углеродными нанотрубками в контакте с электролитом // ЖТФ. 2019. Т. 89. Вып. 9. С. 1400–1405. https://doi.org/10.21883/JTF.2019.09.48066.42-19
Ульзутуев А.Н., Ушаков Н.М. Переходные процессы на границе нанонаполненный полиэтилен−металлический контакт // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. Вып. 14. С. 56–63.
Nemeryuk A.M., Lylina M.M., Retivov V.M., Volkov P.A., Zhdanovich O.A. Modification of Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene with Nanoparticles of Titanium Subgroup Metal Oxides // Russ. J. Inorg. Chem. 2015. V. 60. P. 1548–1555. https://doi.org/10.1134/S0036023615120190
Lepeshev A.A., Drokin N.A., Ushakov A.V., Karpov I.V., Fedorov L.Yu., Bachurina E.P. Localization and Transfer of Charge Carriers in CuO Nanopowder by Impedance Spectroscopy // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2018. V. 29. № 14. P. 12118–12125. https://doi.org/10.1007/s10854-018-9319-2
Арбузова Т.И., Наумов С.В., Арбузов В.Л., Шальнов К.В., Ермаков А.Е., Мысик А.А. Поверхностный магнетизм нанокристаллического монооксида меди // ФТТ. 2003. Т. 45. Вып. 2. С. 290–295.
Ushakov A.V., Karpov I.V., Zeer G.M., Fedorov L.Yu., Demin V.G., Goncharova E.A. Effect of Quenching Rate on the Crystalline and Impedance Properties of NiO Nanoparticles // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2020. V. 27. № 5. P. 1486–1491. https://doi.org/10.1109/TDEI.2020.009110
Карпов И.В., Ушаков А.В., Лепешев А.А., Федоров Л.Ю. Плазмохимический реактор на основе импульсного дугового разряда низкого давления для синтеза нанопорошков // ЖТФ. 2017. Т. 87. Вып. 1. С. 140–145. https://doi.org/10.21883/JTF.2017.01.1851
Федоров Л.Ю., Карпов И.В., Ушаков А.В., Лепешев А.А., Иваненко А.А. Структурное состояние сверхвысокомолекулярного полиэтилена при одностадийном осаждении наночастиц из плазмы дугового разряда // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43. Вып. 21. С. 24–32. https://doi.org/10.21883/PJTF.2017.21.45158.16747
Ормонт М.А., Звягин И.П. Особенности частотной зависимости проводимости неупорядоченных полупроводников в области смены механизма переноса // Физика и техника полупроводников. 2015. Т. 49. Вып. 4. С. 449–452.