Электрические и механические свойства композитов Ti–углеродные нанотрубки
Г. Ю. Михайлова$^{1}$, Е. Г. Лень$^{1,2}$, И. Е. Галстян$^{1}$, Е. А. Цапко$^{1}$, А. Ю. Герасимов$^{1}$, В. И. Патока$^{1}$, И. М. Сидорченко$^{1}$, Н. Н. Якимчук$^{1}$
$^{1}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Киевский 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 $\cong$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