Электрические и механические свойства композитов Ti–углеродные нанотрубки
Г. Ю. Михайлова1, Е. Г. Лень1,2, И. Е. Галстян1, Е. А. Цапко1, А. Ю. Герасимов1, В. И. Патока1, И. М. Сидорченко1, Н. Н. Якимчук1
1Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
2Киевский академический университет НАН и МОН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
Получена: 24.01.2020. Скачать: PDF
В зависимости от концентрации многослойных углеродных нанотрубок (УНТ) и степени сжатия образцов исследованы механические и электрические свойства порошковых наносистем Ti–УНТ, полученных механическим перемешиванием. Анализ указанных свойств показал их качественные и количественные изменения в диапазоне концентраций 1,5–33% масс. УНТ. Эти изменения свидетельствуют об образовании композитов. Так, электропроводность композитов значительно отличается как от соответствующих значений для исходных компонент, так и от усреднённых значений, ожидаемых для классической смеси. Этот эффект обусловлен переносом свободных электронов из металла в УНТ, сопоставимым количеством электрических контактов между составляющими элементами композита разной (металл–УНТ) и одной (преимущественно УНТ–УНТ) природы и конкуренцией между количествами туннельных и омических контактов. Показано, что предварительная обработка деформацией сжатия позволяет увеличить максимальное значение электропроводности композита в ≅1,5 раза благодаря слипанию при больших давлениях УНТ и частиц металла. Это при последующем измельчении и нагружении порошкового материала приводит к уменьшению количества прямых контактов между частицами металла и к росту числа контактов между УНТ с повышенной концентрацией в них свободных носителей заряда. Такие наноструктурированные материалы являются перспективными для создания электродов для «холодных» фототермоэмиссионных преобразователей энергии.
Ключевые слова: многослойные углеродные нанотрубки, титан, механические свойства, электропроводность, обработки давлением, механическая смесь, композит.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i04/0575.html
PACS: 61.48.De, 62.23.Pq, 72.80.Tm, 72.80.Vp, 73.63.Fg, 81.07.De