Структура й електронні властивості композитного гідроґенізованого титану з термічно розширеним графітом до та після відпалу у вакуумній печі
М. М. Якимчук$^{1}$, Г. Ю. Михайлова$^{1}$, І. Є. Галстян$^{1,2}$, О. Ю. Герасимов$^{1}$, Т. Д. Шатній$^{1}$, М. О. Рудь$^{1}$, Є. Г. Лень$^{1,3}$
$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Institute for Solid State Research, Leibniz IFW Dresden, 20 Helmholtz Str., 01069 Dresden, Germany
$^{3}$Київський академічний університет НАН та МОН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримано: 11.10.2022; остаточний варіант - 21.09.2023. Завантажити: PDF
Попередні дослідження показали, що суміш гідроґенізованого Ti та терморозширеного графіту (ТРГ) як матеріял для катод термофотоемісійних перетворювачів енергії уможливлює істотно понизити температуру початку емісії електронів. В даній роботі досліджено зміну структурного стану й електронних властивостей наноструктурного матеріялу на основі гідроґенізованого титану з 0,53 ваг.% ТРГ за його відпалів за різних температур у вакуумній печі. Шляхом порівняння експериментальних і теоретичних значень електропровідности за різних густин порошкового матеріялу показано, що суміш гідроґенізований Ti–ТРГ може утворювати композит. Причиною цього є вагома роль інтерфейсів між складовими частинами композиту, а також перенесення заряду крізь ці інтерфейси. Встановлено, що короткочасне підвищення температури істотно та необоротньо змінює структуру кожної окремої складової композиту та її електропровідність; проте композит під час такого нагрівання не демонструє значних необоротніх змін, оскільки його структура й електрофізичні властивості є результатом одночасної дії багатьох стимульованих підвищеною температурою процесів. Показано, що тривалий відпал (упродовж 1,5 год.) матеріялу у вакуумній печі за $\cong$ 700 К і 900 К позбавляє даний композит вищеописаної термічної стабільности. Встановлено, що питома електропровідність композиту зростає після тривалого відпалу у вакуумі за температури у 700 К, а зі збільшенням температури відпалу до 900 К зменшується порівняно з попереднім випадком. За результатами аналізи температурних залежностей питомої електропровідности встановлено енергії активації електрокінетичних явищ у досліджуваному матеріялі та вперше експериментально доведено важливу роль електронної підсистеми в утворенні композиту та зміні його властивостей за різних термічних впливів, що важливо для створення «холодних» емітерів електронів.
Ключові слова: композитний матеріял, терморозширений графіт, гідроґенізований титан, електропровідність, термооброблення, термофотоемісійний перетворювач енергії.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i09/1041.html
PACS: 72.80.Tm, 73.30.+y, 73.40.-c, 79.60.Jv, 79.70.+q, 81.05.U-, 81.40.Rs