Структурно-морфологічні та електропровідні властивості композиційних матеріалів С-Al2O3

Автори В.І. Мандзюк1 , І.Ф. Миронюк1 , Ю.О. Кулик2 , Н.А. Безрука3
Приналежність

1 Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, вул. Шевченка, 57, 76018 Івано-Франківськ, Україна

2 Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 7, 79005 Львів, Україна

3 Івано-Франківський національний медичний університет, вул. Галицька, 2, 76018 Івано-Франківськ, Україна

Е-mail mandzyuk_vova@ukr.net
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 1
Дати Одержано 01 грудня 2019; у відредагованій формі 15 лютого 2020; опубліковано online 25 лютого 2020
Посилання В.І. Мандзюк, І.Ф. Миронюк, Ю.О. Кулик, Н.А. Безрука, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 1, 01013 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(1).01013
PACS Number(s) 61.05.cf, 61.43.Gt, 81.05.Uw
Ключові слова Пористий вуглець (7) , Композиційний матеріал (2) , Фрактальна структура (3) , Питома поверхня (7) , Питома електропровідність (6) .
Анотація

У роботі з використанням методів малокутового Х-променевого розсіяння, низькотемпературної порометрії та імпедансної спектроскопії досліджено структуру, морфологію та електропровідні властивості композитного матеріалу С-Al2O3 залежно від відсоткового вмісту оксидної фази у ньому. З’ясовано, що структура досліджуваних матеріалів утворена масовими фракталами як результат агрегації вуглецевих кластерів на поверхні частинок оксиду алюмінію. Зменшення фрактальної розмірності від 2,80 до 1,90 і відповідне розрихлення структури зумовлене зменшенням об’ємної частки вуглецевої фази у композиційному матеріалі. Збільшення відсоткового вмісту оксидної компоненти призводить також до збільшення пористості (від 0,62 до 0,80), зменшення загальної (від 424 до 300 м2/г за даними малокутового розсіяння Х-променів) та відкритої (від 356 до 14 м2/г за даними низькотемпературної порометрії) питомих поверхонь та зростання об’ємної частки мезопор від 51 до 70 %. Встановлено, що додавання до вуглецевого прекурсору оксидної компоненти зумовлює зменшення питомої електропровідності від 26,2 Ом – 1∙м – 1 (для вихідного зразка) до 0,4 Ом – 1∙м – 1 (при 30 % Al2O3) за рахунок формування додаткових бар’єрів на шляху електронів у вигляді частинок оксиду алюмінію поряд із розгалуженою системою пор у вуглецевій матриці.

Перелік посилань