Теоретичний аналіз теплопровідності полімерних систем, наповнених вуглецевими нанотрубками
| Автори | Е.А. Лисенков , Р.В. Дінжос |
| Приналежність |
Миколаївський національний університет ім. В.О. Сухомлинського, вул. Нікольська, 24, 54030 Миколаїв, Україна |
| Е-mail | |
| Випуск | Том 11, Рік 2019, Номер 4 |
| Дати | Одержано 21 квітня 2019; у відредагованій формі 02 серпня 2019; опубліковано online 22 серпня 2019 |
| Посилання | Е.А. Лисенков, Р.В. Дінжос, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 4, 04004 (2019) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.11(4).04004 |
| PACS Number(s) | 73.63.Fg, 74.50.+ r |
| Ключові слова | Теплопровідність (10) , Полімерні нанокомпозити (10) , Вуглецеві нанотрубки (22) , Моделі теплопровідності, Перколяція (5) . |
| Анотація |
Використовуючи методи математичного моделювання, проаналізовано основні теоретичні моделі теплопровідності полімерних нанокомпозитів (моделі Расселла, Л’юїса-Нільсена, Нана, Ліхтенекера та перколяції) та їх відповідність експериментальним результатам для систем полімер-вуглецеві нанотрубки (ВНТ). Для встановлення відповідності між теоретичними моделями та експериментом були використані експериментальні результати концентраційної залежності теплопровідності для систем поліетиленоксид-ВНТ (кристалічна матриця) та сітчастий поліуретан-ВНТ (аморфна матриця). Встановлено, що модель Расселла частково описує експериментальні дані, лише при низькому вмісті наповнювача. Проте ця модель не може описати зміну теплопровідності зі збільшенням вмісту наповнювача для систем, наповнених ВНТ. Модель Льюїса-Нільсена передбачає лінійну залежність між теплопровідністю і вмістом наповнювача. Але така поведінка теоретичної кривої не відповідає стрибкоподібній зміні теплопровідності, отриманої в результаті експерименту. Встановлено, що з використанням моделі Нана неможливо точно описати експериментальні результати теплопровідності обраних систем. Використовуючи модифіковану модель Ліхтенекера, можна отримати часткове узгодження теоретичної кривої з експериментальними результатами. Ця модель дозволила визначити величину теплового опору досліджуваних систем полімер-ВНТ, який дорівнює 2·107 Вт/(м2·K). Виявлено, що перколяційна модель демонструє гарну відповідність з експериментальними даними теплопровідності для систем полімер-ВНТ. Ця модель враховує наявність порога перколяції. Перевагою цієї моделі є врахування структурних особливостей формування перколяційного кластера, які виражаються через універсальні критичні індекси k і q. Однак критичні показники для досліджуваних систем полімер-ВНТ, визначені з використанням даної моделі, виявилися нижчими, ніж теоретичні, що пов’язано з високим ступенем агрегації ВНТ. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Рентгеноспектральне дослідження нанокомпозитів SiO2/TiO2/C [04001-1-04001-4]2) Структурні дослідження фазових переходів в інтеркальованих сполуках графіту з хлоридом йоду та бромом [04002-1-04002-6]
3) Вплив температури підкладки на формування плівок карбіду титану [04003-1-04003-5]
4) Електричні характеристики переходу Шоткі Au/n-GaN з ізоляційним шаром High-k SrTiO3 [04005-1-04005-5]
5) Нанопориста структура гранул аміачної селітри на стадії фінального сушіння: вплив режиму роботи сушарки [04006-1-04006-4]
6) Магнітоопір ниткоподібних кристалів GaP0.4As0.6 в околі переходу метал-діелектрик [04007-1-04007-5]
7) Моделювання впливу типу захисного кільця на електричні характеристики планарних кремнієвих детекторів типу n-on-p [04008-1-04008-6]
8) Сегментний аналіз обробки зображень за морфологічними вододілами розбавленого магнітного напівпровідника Zn0.97Fe0.03O [04009-1-04009-3]
9) Особливості мікроструктури та трибологічні властивості низьколегованої сталі, модифікованої високоенергетичним плазмовим імпульсом [04010-1-04010-5]
10) Розробка та аналіз трирівневого D-тригеру на базі польового транзисторуз вуглецевих нанотрубок [04011-1-04011-5]
11) Поверхнева наноструктура шарів, отриманих осадженням із водних розчинів [04012-1-04012-6]
12) Розв'язок двовимірного рівняння Шредінгера в симетріях розширеної квантової механіки для модифікованого псевдогармонічного потенціалу: застосування до деяких двохатомних молекул [04013-1-04013-7]
13) Дослідження впливу локалізованих зарядів на параметри лінійності та спотворення для транзисторів з круговим затвором з сегнетоелектричних подвійних матеріалів [04014-1-04014-6]
14) Інженерія забороненої зони в нанокристалічних тонких плівках NiO, отриманих методом спрей-піролізу з розпиленням Fe [04015-1-04015-6]
15) Пори одношарового нітриду бору як середовище для зберігання водню: DFT і IGM методи [04016-1-04016-7]
16) Синтез та характеризація гібридної нанокомпозитної рідини хітозан/магнетит [04017-1-04017-5]
17) Нова багатоступенева модель дифузії водню для негативного зміщення температурної нестабільності [04018-1-04018-6]
18) Наноструктурні покриття на основі аморфного вуглецю і наночастинок золота, отримані імпульсним вакуумно-дуговим методом [04019-1-04019-7]
19) Х-променевий аналіз наночастинок NiCrxFe2 – xO4 з використанням Дебая-Шеррера, Вільямсона-Холла і графічного розмірно-деформаційного методів [04020-1-04020-8]
20) BSIM3v3 характеристика та моделювання транзисторів MOS Si1 – xGex за 130 нм субмікронною технологією [04021-1-04021-6]
21) Аналоговий мультиплікатор з використанням технології CNTFET [04022-1-04022-5]
22) Комп'ютерне моделювання електротранспортних характеристик наноконтакту “Золото – Біпіридин – Золото” [04023-1-04023-5]
23) Розв'язки нерелятивістських граничних станів модифікованого 2D потенціалу Кіллінгбека, що включає 2D потенціал Кіллінгбека і деякі центральні доданки для гідрогенних атомів і кварконієвої системи [04024-1-04024-8]
24) Вплив зміни температури науково-дослідного реактора на калібрування кластерної динаміки чистого заліза, яке опромінено нейтронами [04025-1-04025-4]
25) Пружні властивості Au, Ag і біметалевих Au@Ag нанодротів з моделювання методами молекулярної динаміки [04026-1-04026-5]
26) Нанопорошок та тонкі плівки ZnO, отримані методом золь-гелю [04027-1-04027-5]
27) Вплив ZnO легованого Al (AZO) як антирефлекторного реагента для системи сонячних елементів, сенсибілізованої барвником [04028-1-04028-5]
28) Вплив робочої температури на ефективність тонкоплівкових сонячних елементів [04029-1-04029-5]
29) Отримання електричних параметрів діода в умовах кімнатної температури в пристрої на основі InAsSb [04030-1-04030-6]
30) Дослідження спектрів фотолюмінесценції нанокристалів ZnSxSe1 – x:Mn, отриманих методом самопоширюваного високотемпературного синтезу [04031-1-04031-5]
31) Нелінійність дифузійних резисторів при струмі високої щільності [04032-1-04032-5]
32) Дослідження механізмів теплообміну в склі з використанням методу модуляції поляризації [04033-1-04033-4]
33) Першопринципне моделювання впливу домішок бору на електронну та атомну структуру карбіду титану [04034-1-04034-4]
34) Феромагнетизм нанокомпозицій залізо-мідь [04035-1-04035-5]
35) Ознаки квантово-розмірного квантування в спектрах ЕПР та UV-vis наносистем Al/Au [04036-1-04036-4]
36) Пошук параметра порядку низькотемпературних фазових переходів в нітратах двовалентних елементів [04037-1-04037-3]
