Анализ структуры композиционных систем с использованием фрактальных характеристик на примере системы BaTiO3-фуллеренол-ЦЭПС
Чекуряев А.Г.1, Сычев М.М.1,2, Мякин С.В.1
1Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет), Санкт-Петербург, Россия
2Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
Email: sergey_mjakin@mail.ru
Поступила в редакцию: 12 января 2021 г.
В окончательной редакции: 2 февраля 2021 г.
Принята к печати: 4 февраля 2021 г.
Выставление онлайн: 14 марта 2021 г.
Предложен подход к исследованию взаимосвязи "состав-структура-свойства" композиционных материалов, основанный на статистическом анализе распределения структурных элементов композита между фрагментами сечения и расчете фрактальных параметров в качестве количественных характеристик структуры материалов. Перспективность данного подхода продемонстрирована на примере анализа микроструктуры композиционных материалов на основе цианэтилового эфира поливинилового спирта (ЦЭПС) с сегнетоэлектрическим наполнителем титанатом бария (BaTiO3), модифицируемом осаждением фуллеренола С60(ОН)42. Показано, что модифицирование приводит к снижению размаха и стандартного квадратичного отклонения количества частиц между фрагментами композита, увеличению среднего числа частиц во фрагментах, снижению лакунарности заполнения частицами наполнителя полимерной матрицы и росту интенсивности всех максимумов распределения решеточной плотности и корреляционных радиусов начиная со второго максимума. Полученные результаты свидетельствуют о значительном повышении однородности распределения частиц наполнителя в матрице и предотвращении их агломерации, что обеспечивает увеличение диэлектрической проницаемости композитов на порядок и делает перспективным применение предложенного материала в электронных устройствах. Ключевые слова: композиты, однородность, лакунарность, корреляционный радиус, решеточная плотность, фрактальная размерность, диэлектрическая проницаемость.
- М.И. Карякина, В.Е. Попцов. Технология полимерных покрытий. Химия, М. (1983). 336 с
- А.Г. Масловская, Т.К. Барабаш. Вестн. Амурского гос. ун-та 55, 35 (2011)
- К.В. Макаренко, Д.А. Илюшкин. Вестн. Брянского гос. техн. ун-та 49, 34 (2016)
- М.М. Сычев, Е.С. Васина, С.В. Мякин, Н.Н. Рожкова, Н.Т. Сударь. Конденсированные среды и межфазные границы 16, 354 (2014)
- M.M. Sychov, S.V. Mjakin, A.N. Ponyaev, V.V. Belyaev. Adv. Mater. Res. 1117, 147 (2015)
- M. Sychov, Y. Nakanishi, E. Vasina, A. Eruzin, S. Mjakin, T. Khamova, O. Shilova, H. Mimura. Chem. Lett. 44, 197 (2015)
- С.В. Мякин, В.А. Гарипова, М.М. Сычев. Изв. СПбГТИ (ТУ) 50, 76, 68 (2019)
- Д.В. Новиков, Г.К. Ельяшевич, В.К., И.C. Курындин, A. Anzlovar, V. Bukosek. ФТТ 56, 390 (2014)
- А.Н. Красовский, Д.В. Новиков, Е.С. Васина, П.В. Матвейчикова, М.М. Сычев, Н.Н. Рожкова. ФТТ 57, 2479 (2015)
- Д.В. Новиков. ФТТ 60, 1829 (2018)
- R.E. Plotnick, R.H. Gardner, R.V. O'Neill. Landscape Ecol 8, 201 (1993)
- Д.И. Иудин, Е.В. Копосов. Фракталы: от простого к сложному. ННГАСУ, Н. Новгород (2012). 200 с
- О.В. Чумак. Энтропии и фракталы в анализе данных. НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Институт компьютерных исследований, М.--Ижевск (2011). 164 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.