Вышедшие номера
Приближения эффективной среды для описания многокомпонентных композитов
Переводная версия: 10.1134/S106378422007004X
Апресян Л.А. 1, Власова Т.В. 1, Красовский В.И. 1, Крыштоб В.И.1, Расмагин С.И. 1
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Email: leon_apresyan@mail.ru, tv-nano@mail.ru, vitaly2203@gmail.com, krystob@mail.ru, rasmas123@yandex.ru
Поступила в редакцию: 27 декабря 2018 г.
В окончательной редакции: 10 апреля 2019 г.
Принята к печати: 15 января 2020 г.
Выставление онлайн: 7 апреля 2020 г.

Сравнено несколько обобщений приближения эффективной среды Бруггемана с использованием эллиптических ячеек, а именно "одноосное" анизотропное приближение и две изотропных модели с усреднением по хаотическим ориентациям и случайным проводимостям частиц, позволяющие рассматривать многокомпонентные композиты с различными частицами наполнителей (например, с углеродными нанотрубками и графенами). Получены выражения для соответствующих порогов протекания. Показано, что все рассматриваемые приближения приводят к одинаковому "правилу сложения" обратных порогов протекания, найденному ранее для частного случая двухкомпонентных наполнителей с привлечением оценок эксклюзивного объема. Обсуждено соотношение указанного "правила сложения" с часто наблюдаемыми синергетическими эффектами, описание которых требует учета ближних корреляций и лежит за пределами теорий эффективной среды. Для модельной задачи с параметрами, отвечающими углеродным трубкам в полимерной матрице, рассматриваемые модели привели к качественно сходным результатам и дают эффективную проводимость, лежащую в границах Хашина-Штрикмена. С использованием известного метода двухмасштабного усреднения, учитывающего возможность агломерации частиц наполнителя, показано, что в рамках рассматриваемых моделей агломерация может приводить как к увеличению, так и к уменьшению порога протекания. Ключевые слова: приближение эффективной среды Бруггемана, порог протекания, модель эллиптических частиц, правило сложения обратных порогов, модели агломерации.
  1. Milton G.W. The Theory of Composites. Cambridge: Univ. Press, 2004. 749 p
  2. Sihvola A. Electromagnetic Mixing Formulas and Applications, Electromagnetic Wave Series 47. London: IEE Publishing, 1999. 284 p
  3. Bruggeman D.A.G. // Ann.Phys. 1935. Vol. 23. P. 636-664
  4. Maxwell Garnet J.C. // Phil. Trans. R. Soc. London. 1904. A203. P. 385-420
  5. Ma H.M., Gao X.-L., Tolle T.B. // Appl. Phys. Lett. 2010. Vol. 96. P. 061910
  6. Balberg C.H., Anderson C.H., Alexander S., Wagner N. // Phys. Rev. 1984. Vol. B. 30. P. 3933-3943
  7. Chatterjee A.P. // J. Chem. Phys. 2012. Vol. 137. P. 34903
  8. Otten H.J., van der Schoot P. // J. Chem. Phys. 2011. Vol. 134. P. 094902
  9. Lamb W., Wood D.M., Ashcroft N.W. // Phys. Rev. 1980. Vol. B 21. N 6. P. 2248-2266
  10. Granquist C.G., Hunderi O. // Phys. Rev. 1978. Vol. 18. N 4. P. 1554-1561
  11. Апресян Л.А., Власов Д.В., Задорин Д.А., Красовский В.И. // ЖТФ. 2017. Т. 87. Вып. 1. С. 10-17. [ Apresyan L.A., Vlasov D.V., Zadorin D.A., Krasovskii V.I. // Tech. Phys. 2017. Vol. 62. N 1. P. 6-13.]
  12. Sun Y., Bao H.-D., Guo Z.-X., Yu J. // Macromolecules. 2009. Vol. 42. P. 459-463
  13. Wang Y., Shan J.W., Weng G.J. // J. Appl. Phys. 2015. Vol. 118. P. 065101
  14. Sagalianov I., Vovchenko L., Matzu L., Lazarenko O. // Nanoscale Res. Lett. 2017. Vol. 12. P. 140-146
  15. Perets Yu. , Aleksandrovych L., Melnychenko M., Lazarenko O., Vovchenko L., Matzui L. // Nanoscale Res. Lett. 2017. Vol. 12. P. 406-415
  16. Liu H., Gao J., Huang W., Dai K., Zheng G., Liu C., Shen C., Yan X., Guo J., Guo Z. // Nanoscale. 2016. Vol. 8. P. 12977-12989
  17. Chen Y., Pan F., Wang S., Liu B., Zhang J. // Composite Structures. 2015. Vol. 124. P. 292-299
  18. Апресян Л.А. // Светотехника. 2018. N 5. С. 13-20. [ Apresyan L.A. // Light \& Engineering. 2019. Vol. 27. P. 4-14.]
  19. Markel V.A. // J. Opt. Soc. Amer. 2016. A. Vol. 33. N 7. P. 1244-1256
  20. Schmidt D., Schubert M. // J. Appl. Phys. 2013. Vol. 114. N 8. P. 083510
  21. Mackay T.G., Lakhtakia A. // J. Nanophotonics. 2012. Vol. 6. N 1. P. 0695012
  22. Апресян Л.А., Власов Д.В. // ЖТФ. 2014. Т. 84. N 12. С. 23-28. [ Apresyan L.A., Vlasov D.V. // Tech. Phys. 2014. Vol. 59. N 12. P. 1760-1765.]
  23. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред.  Изд. 4-е, стереотипное. М.: Физматлит, 2003.  656 с

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.