Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
9 results
Search Results
Item Electrical and Electrodynamic Properties of Polymer Composites with Nanocarbon Filler(Sumy State University, 2024) Ovsiienko, I.V.; Vovchenko, L.L.; Matzui, L.Yu.; Len, T.A.; Shut, M.I.; Sichkar, T.G.; Shut, M.M.У статті наведено результати дослідження електричних та електродинамічних властивостей полімерних композитів на основі поліхлортрифторетилену з різними нановуглецевими наповнювачами за теплового навантаження. В якості нановуглецевих наповнювачів використано терморозширений графіт, модифікований оксидом кремнію, і багатошарові вуглецеві нанотрубки. Модифікацію ТРГ кремнеземом проводили з колоїдного 20 % розчину гідрозолю (кремнієвої кислоти). Для досліджень методом термічного пресування отримано масивні полімерні композити на основі поліхлортрифторетилену з різним вмістом нановуглецевого наповнювача. Досліджено діелектричну проникність при кімнатній температурі за допомогою ультрависокочастотного інтерферометра на частоті v = 10 ГГц. Температурну залежність електропровідності σ(Т) вимірювали дво- та чотиризондовим методами на постійному та змінному струмі в інтервалі температур (293-425) К. Температурну залежність електродинамічних параметрів досліджували за допомогою панорамних вимірювачів стояння. коефіцієнт хвиль і ослаблення електромагнітного випромінювання в інтервалі температур (293-373) К. Показано, що використання в якості наповнювачів терморозширеного графіту, модифікованого вуглецевими нанотрубками SiO2, дозволяє отримати електропровідні полімерні композити з низьким порогом перколяції ~ 0,955 % мас. При концентраціях наповнювача, менших за поріг перколяції, основний внесок в електропровідність полімерного композиту вносить релаксаційна складова провідності, яка визначається процесами міжфазної поляризації на межі розділу полімер-наповнювач. При концентрації наповнювача в полімерному композиті трохи вище межі перколяції відбувається збільшення внеску прямої електропровідності за рахунок прямих контактів і контактів через тонкі шари полімеру між частинками наповнювача. Виявлено, що нагрівання полімерних композитів до 373 К призводить до незначного поліпшення характеристик екранування в основному за рахунок збільшення коефіцієнта поглинання електромагнітного випромінювання. Зміни ефективної діелектричної проникності полімерних композитів в інтервалі температур (293-373) К не впливають суттєво на екрануючі характеристики досліджуваних полімерних композитів.Item Electrical and Mechanical Properties of Epoxy Composites Filled with Carbon and Co3O4 Nanoparticles(Sumy State University, 2024) Len, T.A.; Vovchenko, V.V.; Matzui, L.Yu.; Turkov, O.V.; Zhuravkov, A.V.Проведено дослідження зразків багатокомпонентних епоксидних композитів (КМ), вивчено структуру, морфологію наповнювачів та їх розподіл в епоксидній матриці, особливості процесу модифікації електропровідного кластера та зміни міжфазної поляризації за рахунок інтеграції. нановуглецевих (графітові нанопластини ВНП, вуглецеві нанотрубки УНТ) та неорганічних (Fe, Co3O4) супердисперсних наповнювачів визначено вплив складу, морфології та концентрації комбінованих наповнювачів на електродинамічні характеристики композитів та механізми електротранспорту в КМ. . Як показали дослідження фазового складу магнітних порошків методом рентгенівської дифракції, нанопорошок оксиду кобальту складається з чистої фази Co3O4, а карбонільного заліза – з чистого α-Fe. Експериментальні дослідження електроопору проводилися на постійному струмі в інтервалі температур 77- 293 К. Як показали дослідження, електропровідність ВМ має перколяційний характер, тобто різко зростає при певній концентрації Сcr або об’єм ϕc) нановуглецевого наповнювача. Додавання неорганічних наповнювачів разом із нановуглецевими наповнювачами призводить до зміни характеру перколяційних кривих. Зміни електропровідності трифазних ВМ суттєво залежать від розміру та морфології нановуглецевих частинок. Додавання нановуглецевого наповнювача ВНЧ разом із неорганічними магнітними частинками Co3O4 або Fe призводило до зниження порогу перколяції та підвищення електропровідності ВМ за вмісту ВНЧ понад 3 мас. %. При додаванні частинок Co3O4 разом з ВНТ до епоксидної матриці відбуваються значні зміни електропровідності при вмісті УНТ 1-5 мас. % не спостерігалося. Характер температурної залежності електроопору різний в залежності від виду та вмісту двокомпонентного наповнювача в КМ. Для епоксидних КМ з високим електричним опором спостерігається значне зниження електричного опору при нагріванні від 77 до 293 К. Встановлено, що додавання 2-5 мас. % наночастинок графіту разом з наночастинками Co3O4 знижує ефективний модуль Юнга та міцність на стиск трифазних композитів порівняно з Co3O4/епоксидною смолою. 5CNT/Co3O4/epoxy CM показав мінімальне значення модуля Юнга (520 МПа) та покращені гнучкі властивості порівняно з композитами з наповнювачем GNP/Co3O4. Значне зменшення електроопору (на 2 порядки) при одновісному стисненні виявлено для 3GNP/ Co3O4/епоксидного ВМ із вмістом нанокарбону, близьким до порогу перколяції. Досить менше оборотне зниження електричного опору (не більше 30 % відносно початкового значення) спостерігалося для 5 %GNP/Co3O4/епоксидного композиту.Item Microwave Properties of Carbon Magnetic Shell Structures, Based on Glass Microspheres, With a Coating Consisting of Ferromagnetic Compounds and Nanocarbon(Sumy State University, 2023) Yakovenko, O.S.; Matzui, L.Yu.; Vovchenko, L.L.; Turkov, O.V.; Olyinyk, V.V.; Zhuravkov, O.V.У роботі встановлено закономірності зміни частотних залежностей мікрохвильових екрануючих властивостей виготовлених 2D і 3D метаструктур з періодичними ґратками на основі скляних мікросфер, покритих ГНП, ГНП-NiFe, MoS2 та суміші MоS2 + 20 % ГНП. Розглядається вплив розміру глобулярних структур на основі вуглецю, типу покриття глобул і типу полімерної матриці на значення та баланс між показниками відбиття, поглинання та пропускання електромагнітного випромінювання в діапазоні частот 25-37 ГГц. В якості скляного сердечника використовувалися скляні кульки діаметром 600 мкм і 1.8 мм. Встановлено, що збільшення розміру скляних мікросфер призводить до підвищення ефективності екранування, а також велика кількість ГНП або ГНП-NiFe у 3D структурі сприяє ефективному ослабленню електромагнітного випромінювання за рахунок збільшення відбиття та поглинання мікрохвиль. Наявність магнітного компонента NiFe на скляних мікросферах призводить до збільшення коефіцієнту поглинання A, тоді як коефіцієнт відбиття R зменшується порівняно з композитами на основі скляних мікросфер, покритих лише ГНП.Item Microwave Properties of GNP-Polymer Composites with a Segregated Conductive Network(Sumy State University, 2022) Syvolozhskyi, O.A.; Lazarenko, O.A.; Matzui, L.Yu.; Vovchenko, L.L.; Oliynyk, V.V.; Zagorodnii, V.V.; Mamunia, Y.P.У роботі представлені результати дослідження електродинамічних і екрануючих характеристик в діапазоні 40-60 ГГц полімерних композитів з графітовими нанопластинками і двома різними типами полімеру. Як полімерну матрицю використовували надвисокомолекулярний поліетилен та поліамід Нейлон 12. Встановлено, що однорідність гранулометричного складу полімеру в композиті сильно впливає на величину перколяційного порогу електропровідності композитів, а саме: чим менша дисперсія розмірів частинок, тим нижчий поріг перколяції. Залежності діелектричної проникності від концентрації наповнювача досліджуваних композитів не мають перколяційної поведінки і майже не залежать від частоти ЕМВ та радіуса полімерних глобул. При цьому однорідність гранулометричного складу позитивно впливає на збільшення поглинання електромагнітних хвиль у матеріалі, що підтверджується більш високими характеристиками поглинання у композитів на основі нейлону порівняно з композитами з поліетиленом.Item The Structure and Transport Properties of Single-walled Carbon Nanotubes Modified by Cobalt-containing Complexes(Sumy State University, 2020) Ovsiienko, I.V.; Len, T.A.; Matzui, L.Yu.; Golub, O.A.; Prylutskyy, Yu.I.; Tsaregradskaya, T.L.; Saenko, G.V.В статті наведені результати досліджень структурно-морфологічних особливостей та транспортних властивостей одностінних вуглецевих нанотрубок, модифікованих кобальт-вмісними комплексами. В роботі запропонована схема, яка дозволяє одночасно проводити очистку вихідного карбонового наноматеріалу від залишок металу-каталізатору та частинок невпорядкованого нанокарбону, розділяти джгути нанотрубок на окремі нанотрубки, розрізати окремі нанотрубки по дефектам, а також модифікувати вуглецеві нанотрубки кобальт-вмісними комплексами. Проведені термомагнітометричні дослідження встановили, що після модифікації кобальт у вигляді катіонів знаходиться в складі комплексів, приєднаних до поверхні нанотрубок. При нагріванні кобальт-вмісні комплекси руйнуються і на поверхні нанотрубок утворюються наночастинки металічного кобальту. В роботі показано, що для об'ємних зразків одностінних вуглецевих нанотрубок основним механізмом провідності є стрибкова провідність із змінною довжиною стрибка для випадку трьохвимірних систем. Такий механізм провідності є характерним для невпорядкованих графітових матеріалів, а також для матів та джгутів одностінних вуглецевих нанотрубок. В роботі виявлено, що модифікація одностінних вуглецевих нанотрубок кобальт-вмісними комплексами приводить до зміни механізмів електропровідності об'ємних зразків вуглецевих нанотрубок. Електропровідність об'ємних зразків модифікованих одностінних вуглецевих нанотрубок описується в рамках степеневої температурної залежності, типової для індивідуальних одностінних вуглецевих нанотрубок. В роботі показано, що така зміна механізмів провідності об'ємних зразків одностінних вуглецевих нанотрубок пов'язана із створенням на поверхні нанотрубок невеликого від'ємного заряду внаслідок поверхневої модифікації нанотрубок.Item The Structural Studies of Phase Transitions in the Graphite Intercalation Compounds with Iodine Chloride and Bromine(Sumy State University, 2019) Ovsiienko, I.V.; Len, T.A.; Prokopov, O.I.; Borovoy, M.O.; Matzui, L.Yu.; Syvolozhskyi, O.A.У статті наведені результати досліджень методом рентгенівської дифракції фазових переходів в інтеркальованих сполуках на основі дрібнокристалічного анізотропного піролітичного графіту з хлоридом йоду та бромом. Як вихідний для інтеркалювання був використаний дрібнокристалічний анізотропний піролітичний графіт з відстанню між сусідніми шарами 0.340 нм та розмірами кристалітів 20 нм. Інтеркалювання проводилося стандартним двотемпературним газофазним методом. Досліджена стабільність інтеркальованих сполук графіту при нормальних умовах. Виявлено, що витримка інтеркальованої сполуки графіту з хлоридом йоду при нормальних умовах протягом 20 діб не приводить до суттєвої зміни структури сполуки, в той час як аналогічна витримка для інтеркальованої сполуки з бромом спричинює незначні зміни в структурі. Зокрема, спостерігається перехід від сполуки другої стадії до сполуки третьої стадії. Для інтеркальованих сполук з хлоридом йоду в різних температурних інтервалах оцінений коефіцієнт лінійного теплового розширення. Виявлено, що при температурі 260 K спостерігається суттєва зміна коефіцієнту лінійного теплового розширення. Показано, що така істотна зміна коефіцієнту лінійного теплового розширення пов’язана з фазовим переходом в шарах інтеркалянта з "квазікристалічного" e "квазірідкий" стан. Вперше методом рентгенівської дифракції в інтеркальованих сполуках з хлоридом йоду виявлений в шарі інтеркалянта фазовий перехід типу "безпорядок-порядок".Item Electrical and Thermal Conductivity of Ternary Composites Graphite Nanoplatelets/TiO2/Epoxy(Sumy State University, 2019) Vovchenko, L.L.; Len, T.A.; Matzui, L.Yu.; Turkov, O.V.; Perets, Yu.S.Проведено дослідження електричних та теплових властивостей композитних матеріалів (КМ) на основі епоксидної смоли Л285 і гібридного наповнювача графітові нанопластинки/оксид титану (ГНП/TiO2). Експериментальне дослідження включало вимірювання електричного опору на постійному струмі в інтервалі температур 77-293 K і теплопровідності (в інтервалі 150-425 K) для таких потрійних композитів, що містили від 0 до 5 ваг. % ГНП і 35 ваг. % ультрадисперсних (розмір ~ 130 нм) частинок TiO2. Спостерігалося зниження порогу перколяції і підвищення електропровідності для потрійних КМ ГНП/TiO2/епоксидна смола у порівнянні із бінарними КМ ГНП/епоксидна смола. Було встановлено, що збільшення вмісту високоелектропроводних частинок ГНП в композиті призводить до збільшення електропровідності і зміни температурного коефіцієнта опору (ТКО) з від’ємного до злегка додатнього в інтервалі температур 100-293 K. Від’ємний ТКО пов'язаний із стрибковим механізмом електропровідності, і для високоомного композиту 2 ваг. % ГНП/TiO2/епоксидна смола була проведена оцінка енергії активації. Додатній ТКО для композиту 5 ваг. % ГНП/TiO2/епоксидна смола може бути пояснений змінами у тунельному електронному транспорті при тепловому розширенні епоксидної матриці. Дослідження теплопровідності КМ ГНП/TiO2/епоксидна смола показало, що додавання частинок TiO2 в композити ГНП/епоксидна смола не впливає на величину теплопровідності. Зміни теплопровідності при збільшенні вмісту частинок ГНП в потрійних КМ розглядалися в рамках модифікованої моделі Нільсена і визначалася ефективна теплопровідність кожної з фаз наповнювачів. Обговорювалася також роль теплового опору на міжфазних границях і контактного теплового опору між частинками наповнювача у визначенні теплопровідності композиту.Item Interface Interaction as a Factor of Dielectric Properties of Epoxy-based Composites with Graphite Nanoplatelets(Sumy State University, 2019) Yakovenko, O.S.; Matzui, L.Yu.; Perets, Yu.S.; Vovchenko, L.L.; Klepko, V.V.; Lobko, Ye.V.Робота присвячена дослідженню фізичних властивостей композитних матеріалів графітові нанопластинки / епоксидна смола із зміненим рівнем міжфазної взаємодії за рахунок попереднього опромінення наповнювача ультрафіолетом. З’ясовано вплив міжфазної взаємодії на границі наповнювач / матриця в полімер-вуглецевих композитних матеріалах на їх електродинамічні властивості, що є основою розробки композитних матеріалів із регульованим набором фізичних властивостей. Аналіз в рамках моделі, що враховує об’ємну частку міжфазної області, показав, що підвищення діелектричної проникності в композитах, де в ролі наповнювача було використано опромінені ультрафіолетом графітові нанопластинки, відбувається за рахунок збільшення діелектричної проникності міжфазного шару, що пов’язано із зміною хімічного складу поверхні графітових нанопластинок.Item Resistivity of Graphite Intercalation Compounds with Bromine and Aluminum Chloride under the Pressure(Sumy State University, 2017) Ovsienko, I.V.; Len, T.A.; Matzui, L.Yu.; Zhuravkov, O.V.; Prokopov, O.I.; Kunitskyi, Yu.A.The paper presents the results of investigation of resistivity of acceptor graphite intercalation compounds in the temperature region of phase transition in the intercalate layers. The features of phase transitions in intercalate layers under pressure and temperature are found. It is shown that the resistivity of graphite intercalation compounds increases under pressure, the temperature of phase transformations in the intercalate layer shifts to higher temperatures. Parameters of the electronic structure of graphite intercalation compounds and their pressure dependence are estimated. Changes in the resistivity of graphite intercalation compounds under pressure are calculated.