Влияние содержания технического углерода на электрофизические характеристики полимерных композитов
Зюзин А.М.
1, Игонченкова К.Е.
11Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Саранск, Россия

Email: zyuzin.am@rambler.ru, kristinaigoncenkova@gmail.com
Поступила в редакцию: 13 августа 2025 г.
В окончательной редакции: 20 августа 2025 г.
Принята к печати: 21 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 28 ноября 2025 г.
Установлено резкое возрастание эффективной диэлектрической проницаемости композитов с матрицей из этиленвинилацетата при концентрациях технического углерода, соответствующих области перколяции, а также наличие максимума диэлектрических потерь при значениях концентрации, при которых доминирующий вклад в проводимость обусловлен полевой эмиссией. Выявлена корреляция между зависимостями эффективной диэлектрической проницаемости и проводимости от содержания технического углерода. В композитах с концентрацией технического углерода, соответствующей точке перколяции и выше, обнаружено расхождение между экспериментальной и расчетной зависимостями емкости плоского конденсатора с композитом между обкладками от толщины композита. Показано, что величина расхождения возрастает с увеличением проводимости и уменьшением частоты. При значении проводимости, большем ~2 Ω-1· m-1, емкость конденсатора перестает зависеть от толщины образца. Предложен основанный на квазиэлектростатическом приближении подход, позволяющий объяснить полученные результаты, а также высокие значения эффективной диэлектрической проницаемости полупроводящих материалов. Ключевые слова: эффективная диэлектрическая проницаемость, полимерные композиты, технический углерод, электрическая проводимость.
- Э.Р. Блайт, Д. Блур. Электрические свойства полимеров. Физматлит, М. (2008). 378 с
- В.А. Марков, В.А. Гущин, А.В. Марков. Пластические массы 1- 2, 44 (2019)
- А.М. Зюзин, А.А. Карпеев, Н.В. Янцен. ЖТФ 92, 6, 829 (2022)
- А.С. Степашкина, Е.С. Цобкалло, О.А. Москалюк, А.Н. Алешин. Письма в ЖТФ 41, 2, 7 (2015)
- W. Li, U.W. Gedde, H. Hilborg. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 23, 2, 1156 (2016)
- И.А. Маркевич, Г.Е. Селютин, Н.А. Дрокин, А.Г. Селютин. ЖТФ 90, 7, 1151 (2020)
- M. Rahaman. RSC Adv. 13, 36, 25443 (2023)
- Б.А. Беляев, В.В. Тюрнев. ЖЭТФ 154, 4, 716 (2018)
- A. Ameli, M. Nofar, C.B. Park, P. Potschke, G. Rizvi. Carbon 71, 206 (2014)
- В.А. Акзигитов, А.А. Беляев, А.О. Курносов, С.М. Паярель, Труды ВИАМ 132, 2, 12 (2024)
- Y. Hazama, N. Ainoya, J. Nakamura, A. Natori. Phys. Review B 82, 4, 045204 (2010)
- В.Г. Плещев. ФТТ 65, 5, 767 (2023)
- А.В. Ильинский, Р.А. Кастро, А.А. Кононов, М.Э. Пашкевич, Е.Б. Шадрин. ФТТ 65, 8, 1325 (2023)
- Г.В. Моисеевская, Г.И. Раздьяконова, М.Ю. Караваев, А.А. Петин, Е.А. Стрижак. Каучук и резина 4, 24 (2015)
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц, Электродинамика сплошных сред. Физматлит, М. (2005). 656 c
- А.М. Зюзин, К.Е. Игонченкова, А.А. Карпеев. ПЖТФ 51, 10, 40 (2025)
- А.М. Зюзин, А.А. Карпеев, К.Е. Игонченкова. ПЖТФ 49, 13, 21 (2023)
- С.В. Мякин, Н.А. Бубис, Л.М. Кузнецов, М.В. Жуков, А.Ю. Шмыков. ФТТ 64, 6, 746 (2022)
- B.A. Соцков. ЖТФ 83, 10, 85 (2013)
- В.И. Яковлев. Классическая электродинамика. Новосиб. ун-т, Новосибирск (2003). 267 с
- A. Zangwill. Modern Electrodynamics. Cambridge Press, Cambridge (2012). 998 с
- В.А. Алешкевич. Электромагнетизм. Физматлит, М. (2014). 404 с