Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/73537
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Electrical and Thermal Conductivity of Ternary Composites Graphite Nanoplatelets/TiO2/Epoxy
Other Titles Електро- та теплопровідність потрійних композитів графітові нанопластинки/TiO2/епоксидна смола
Authors Vovchenko, L.L.
Len, T.A.
Matzui, L.Yu.
Turkov, O.V.
Perets, Yu.S.
Keywords оксид титану
графітові нанопластинки
композит
електропровідність
теплопровідність
titanium oxide
graphite nanoplatelets
composite
electrical conductivity
thermal conductivity
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/73537
Publisher Sumy State University
License
Citation Electrical and Thermal Conductivity of Ternary Composites Graphite Nanoplatelets/TiO2/Epoxy [Текст] = Електро- та теплопровідність потрійних композитів графітові нанопластинки/TiO2/епоксидна смола / L.L. Vovchenko, T.A. Len, L.Yu. Matzui [et al.] // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т. 11, № 3. - 03007. - DOI: 10.21272/jnep.11(3).03007
Abstract 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.
The investigation of the electrical and thermal properties of composite materials (CMs) based on epoxy resin L285 and hybrid filler graphite nanoplatelets/titanium oxide particles (GNP/TiO2) has been performed. The experimental study involved measuring direct current (DC) resistivity in the temperature range 77- 293 K and thermal conductivity (within 150-425 K range) of such ternary composite with 0-5 wt. % content of GNP particles and 35 wt. % of TiO2 ultra-disperse (~130 nm) particles. The decrease of the percolation threshold and enhanced electrical conductivity for the ternary GNP/TiO2/epoxy CMs compared with binary GNP/epoxy CMs were observed. It was found that the increase of highly conductive GNP content in the composite leads to the increase of electrical conductivity and change in the temperature coefficient of resistance (TCR) from negative to slightly positive in the temperature range 100-293 K. The negative TCR was related to hopping mechanism of conductivity, and the activation energy for low-conductive 2 wt. % GNP/TiO2/epoxy composite was estimated. The positive TCR for 5 wt. % GNP/TiO2/epoxy composite may be explained by the changes in tunnel electronic transport under thermal expansion of epoxy matrix. The investigation of thermal conductivity of GNP/TiO2/epoxy CMs has shown that addition of TiO2 particles into GNP/epoxy composites doesn’t influence the value of thermal conductivity. The changes of the thermal conductivity with increase of GNP content in ternary CMs were considered within a modified Nielsen model and the effective thermal conductivity of each type of filler phase was determined. The role of the thermal interface resistance and interparticle thermal contact resistance in the determination of composite thermal conductivity was also discussed.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Greece Greece
3126
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
446
Sweden Sweden
1
Ukraine Ukraine
196
United Kingdom United Kingdom
1561
United States United States
891
Unknown Country Unknown Country
25
Vietnam Vietnam
3124

Downloads

Germany Germany
9372
Ukraine Ukraine
195
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
1
Unknown Country Unknown Country
6
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Vovchenko_jnep_11_3.pdf 682,06 kB Adobe PDF 9576

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.