Введение к работе
Актуальность. Признание Узбекистана как суверенного и независимого государства,а также, его принятие' во Всемирное экономическое содружество ставит перед промышленностью республики проблему развития таких отраслей техники как машиностроение, приборостроение, электроника, а также повышение-эффективности использования материальных ресурсов и разработки технологии получения новых материалов, обладающих регулируемым комплексом заданных свойств. К таким системам относятся неоднородные системы;среди которых металлосодержа-щие композиционные полимерные материалы занимают особое положение, так как они сочетают в себе электрические свойства металлов и физико- механические свойства, характерные для полимеров Ш. .
Расширение иссЛедораний по всестороннему изучению электрофизических свойств железосодержащих композиционных полимерных материалов от концентраций наполнителя позволит глубже понять, механизм электро и теплопроводности, диэлектрической проницаемости и,следовательно, дает возможность получить ясное- представление о структуре наполненных полимерных систем и механизма переноса носителей заряда в.них.
Такие исследования также ценны для выработки практических рекомендаций по технологии получения материалов с заданными электрофизическими свойствами и их широкому использованию в народном хозяйстве.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является изучение электрофизических свойств железосодержащих композиционных полимерных материалов в зависимости от концентрации наполнителя и выяснение их структуры, а также определение возможной области практического применения полученных систем.
Основными задачами являлись:
-
Установление , основных закономерностей электропроводности железосодержащих композиционных полимеров от концентрации наполнителя.
-
Исследование тчрмоэлектрических свойств разработанных композитных материалов.
-
Изучение диэлектрической проницаемости и теплопроводное-
ти железосодержащих композитных материалов. 4. Выяснение структуры наполненных полимерных систем,а также,
определение возможной области практического применения
последних. ' .
Научная новизна. На основе проведенных исследований электрофизических свойств железосодержащих композиционных полимерных материалов установлено следующее:
Выявлены основные закономерности электрофизических свойств железосодержащих полимерных материалов от концентрации наполнителя. Показано; что при приближении к критический концентрации электропроводность и диэлектрическая проницаемость описываются одной и той же степенной формулой.
Исследована температурная зависимость проводимости в полученных материалах.Впервые построена количественная теория, позволяющая рассчитать зависимость электропроводности от температуры таких систем с учетом теплового расширения полимера к наполнителя.
Впервые на основе экспериментальных результатов исследований зависимости электропроводности,диэлектрической прони- . цаемости и термоэдс от объемного содержания наполнителя установлено точное и взаимно - однозначное соответствие (изоморфизм) , между задачами различной физической природы. Предложена матрично-каркасная модель,описывающая критическую зависимость теплопроводности композитов от содержания наяодайтедя.основаяная на ресении стохастических дифференциальных уравнений тепдопроводности методом условных моментов.
Получены .новые экспершентайьные реаудьтаты зависимости коэффициента териоэдс («) от концентрации вапоанителя (V) в композитных материалах. Объяснена критическая зависимость' термоэдс композиционных материалов от температуры.
Практическая ценность работы. Результаты исследований могут быть . использованы при интерпретации экспериментальных результатов для-других неоднородных материалов, а также полезны при целенаправленной.разработке неоднородных полимерных материалов с требуемыми электрофизическими свойствами.
Получена расчетная формула,описывающая зависимость электропроводности железосодержащих полимерных композитов от температуры, которую можно использовать для разработки композиционных полимерных терморезисторов и нагревательных элемен-
тов с заранее заданными свойствами. Высокое значение термо-эдс разработанных композитов, содержащих наполнитель с концентрацией, близкой к порогу протекания, дает возможность ис-польз~вания их в качестве преобразователей тепловой энергии в электрическую.
Настоящая работа является частью исследований по теме: "Создание и исследование композиционных полимерных материалов с комплексом заданных свойств " (государственный регистрационный № 0001370), выполняемой на кафедре общей физики Ташкентского государственного университета.
Положения выносимые на защиту.
-
Экспериментальные результаты концентрационных зависимостей электропроводности.диэлектрической проницаемости,тер-моэдс и теплопроводности Железосодержащих композиционных полимерных' материалов и их закономерностей.Результаты исследования структуры бесконечного кластера в полученных системах.
-
Расчетная формула, объясняющая температурную зависимость электропроводности для композитов,содержащих наполнитель с концентрацией-і близкой к-порогу протекания! Возможность применения полученной формулы для изучения структуры бесконечного кластера.
3.'Экспериментальные результаты точного . соответствия (изоморфизм) между явлениями электропроводности, диэлектрической проницаемости и гермоздс в полученных системах.
-
Критическая зависимость термоэдс композиционных полимерных материалов от температуры и ее объяснение.
-
Рекомендации по практическому применению железосодержащих композиционных полимерных материалов.
Апробация реаультатов работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 1-ой Республиканской научной конференции " Узбекистан МАКРО- 92",и на научных семинарах ыежфа-культетской кафедры " Общая физика ".
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глаз, общих выводов, списка использованной литературы. Она содержит 126 страниц, включающих 29 рисунков, 2 таблицы и библиографический список, содержащий 106 наименований.
- б -
