Вышедшие номера
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.