Способ определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик


 


Владельцы патента RU 2561017:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам определения критической концентрации одной из фаз в многофазной системе. Способ определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик основан на том, что для определения типа матрицы предварительно измеряют электрическое сопротивление образца композита металл-диэлектрик при комнатной температуре, после чего указанный образец подвергают вакуумному изотермическому отжигу при температурах 300-400°C в течение 30 минут, после чего определяют электрическое сопротивление отожженного материала и сравнивают его с исходным значением. По увеличению значения электрического сопротивления образца устанавливают, что концентрация металлической фазы композита ниже значения, соответствующего порогу перколяции, и матрицей является диэлектрическая фаза со всеми соответствующими характеристиками, а при уменьшении значения электрического сопротивления композитного материала после термообработки определяют, что сплошной средой испытуемого композита является металлическая фаза.

 

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам определения критической концентрации одной из фаз в многофазной системе.

Нанокомпозиты металл-диэлектрик представляют собой твердотельные среды, содержащие две фазы, радикально отличающиеся друг от друга по своим свойствам: одной фазой нанокомпозитов является металл или металлический сплав, другой фазой - диэлектрик. Размеры отдельного фазового включения обычно находятся в интервале 1-8 нм. Сплошной фазой композита - матрицей - может быть диэлектрик, в этом случае металлическая фаза имеет вид наноразмерных гранул, или металл, в этом случае нанодисперсной фазой будет диэлектрик. В этой связи важной характеристикой, определяющей свойства композитов, является значение концентрации металлической фазы, при которой происходит формирование сплошного металлического канала из контактирующих друг с другом гранул - образование перколяционного кластера. Такая концентрация обычно ассоциируется с понятием порога перколяции. Важность определения положения порога перколяции обусловлена тем, что в его окрестности происходит радикальное изменение всех физических свойств нанокомпозита.

В настоящее время, в случае экспериментальной работы с наногранулированными композитами, за порог перколяции принимается состав, являющийся пограничным между композитами с положительным и отрицательным знаком температурного коэффициента электросопротивления (ТКС). Это действительно простой и эффективный метод, поскольку положительный знак ТКС свидетельствует о металлической проводимости в композите и отражает, следовательно, факт наличия перколяционных кластеров и проводящих цепочек в материале. До порога перколяции проводимость не металлическая и ТКС соответственно отрицательный (Положение порога перколяции нанокомпозитов аморфных сплавов Co41Fe39B20, Co84Nb14Ta2 и Fe45Co45Zr10 в матрице из SiO2 и Al2O3: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. к.ф.-м.н.: Спец. 01.04.07 / Ситников А.В.; [Воронеж. гос. техн. ун-т]. - Воронеж: 2002 - прототип).

Недостатками метода является то, что данный метод не осуществим в наногранулированных композитах с аморфной структурой, поскольку в аморфных металлических сплавах знак ТКС может быть как положительным, так и отрицательным. Поэтому, даже за порогом перколяции, электросопротивление аморфного композита может убывать с увеличением температуры, несмотря на металлическую проводимость.

Задачей изобретения является создание простого и надежного способа определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик без проведения элементного анализа или структурных исследований.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что, в предложенном способе определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик, согласно изобретению, для определения типа матрицы предварительно измеряют электрическое сопротивление образца композита металл-диэлектрик при комнатной температуре, после чего указанный образец подвергают вакуумному изотермическому отжигу при температурах 300-400°C в течение 30 минут, после чего определяют электрическое сопротивление отожженного материала и сравнивают его с исходным значением, при этом по увеличению значения электрического сопротивления образца устанавливают, что концентрация металлической фазы композита ниже значения, соответствующего порогу перколяции, и матрицей является диэлектрическая фаза со всеми соответствующими характеристиками, а при уменьшении значения электрического сопротивления композитного материала после термообработки определяют, что сплошной средой испытуемого композита является металлическая фаза.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Для определения типа матрицы предварительно измеряют электрическое сопротивление образца композита металл-диэлектрик при комнатной температуре и фиксируют его значения. После этого указанный образец подвергают вакуумному изотермическому отжигу при температурах 300-400°C в течение 30 минут, после чего определяют электрическое сопротивление отожженного материала и сравнивают его с исходным значением. По увеличению значения электрического сопротивления образца устанавливают, что концентрация металлической фазы композита ниже значения, соответствующего порогу перколяции, и матрицей является диэлектрическая фаза со всеми соответствующими характеристиками, а при уменьшении значения электрического сопротивления композитного материала после термообработки определяют, что сплошной средой испытуемого композита является металлическая фаза.

Использование предложенного технического решения позволит создать способ определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик без проведения элементного анализа или структурных исследований.

Способ определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик, характеризующийся тем, что для определения типа матрицы предварительно измеряют электрическое сопротивление образца композита металл-диэлектрик при комнатной температуре, после чего указанный образец подвергают вакуумному изотермическому отжигу при температурах 300-400°C в течение 30 минут, после чего определяют электрическое сопротивление отожженного материала и сравнивают его с исходным значением, при этом по увеличению значения электрического сопротивления образца устанавливают, что концентрация металлической фазы композита ниже значения, соответствующего порогу перколяции, и матрицей является диэлектрическая фаза со всеми соответствующими характеристиками, а при уменьшении значения электрического сопротивления композитного материала после термообработки определяют, что сплошной средой испытуемого композита является металлическая фаза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к метрологии, а именно к средствам для клинических лабораторных исследований. Устройство для определения времени свертывания крови содержит средство для размещения пробы крови, два измерительных металлических электрода, расположенных в зоне размещения пробы крови с возможностью электрического контакта с пробой, и преобразователь сопротивления в электрический сигнал, подключенный к этим электродам.

Изобретение относится к способу прогнозирования конечной фактической прочности бетона, включающего кондуктометрическое измерение удельного электрического сопротивления и температуры в процессе твердения образцов бетонных смесей в режиме реального времени с последующей оценкой фактической механической прочности на сжатие образцов бетона заданного класса.

Изобретение относится к блоку управления для двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания содержит: датчик твердых частиц, установленный в выхлопном патрубке двигателя внутреннего сгорания, захватывающий частицы фильтр, выполненный с возможностью захватывать твердые частицы, содержащиеся в выхлопном газе, и расположенный в выхлопном патрубке в месте выше по потоку относительно датчика твердых частиц; электронный блок управления, выполненный с возможностью обнаруживать количество частиц в выхлопном газе через выхлопной патрубок в ответ на выходной сигнал датчика твердых частиц; электронный блок управления, выполненный с возможностью подавать напряжение захвата частиц между электродами датчика твердых частиц во время первого периода с тем, чтобы формировать слой частиц на поверхностях электродов датчика твердых частиц; и электронный блок управления, выполненный с возможностью останавливать подачу напряжения захвата частиц во время второго периода для того, чтобы поддерживать слой частиц, и электронный блок управления, выполненный с возможностью исполнять управление обнаружением отказа для того, чтобы определять, имеет место отказ захватывающего частицы фильтра или нет.

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано для определения концентрации С-реактивного протеина в сыворотке крови в лунках иммунологического планшета.

Изобретение относится к области определения электрофизических параметров порошковых материалов, а также к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, по величине электрического сопротивления.

Использование: для обнаружения утечки гексафторида урана и/или фтористого водорода. Сущность изобретения заключается в том, что детектор состоит из цилиндрической диэлектрической подложки, слоя электропроводного лакокрасочного материала с диспергированным порошкообразным графитовым наполнителем, нанесенного на диэлектрическую подложку, электрических контактов и электропроводов для подключения источника постоянного тока к слою электропроводного лакокрасочного покрытия.

Способ неинвазивного контроля содержания метаболитов в крови, включающий многократное измерение с помощью матрицы датчиков показаний электромагнитного импеданса в эпидермальном слое пациента и в одном из слоев, включающих кожный слой или подкожный слой пациента, пока разность между показаниями не превысит пороговую величину; вычисление величины импеданса, отображающей указанную разность, с использованием модели эквивалентной схемы и данных индивидуального поправочного коэффициента, характерных для физиологической характеристики пациента; и определение уровня содержания метаболитов в крови пациента на основании величины импеданса и алгоритма определения уровня содержания метаболитов в крови, в котором данные уровня содержания метаболитов в крови сопоставляются с соответствующим значением данных электромагнитного импеданса пациента.

Изобретение относится к способу и системе автоматизированного контроля процессов в первичных и вторичных отстойниках или отстойниках-илоуплотнителях очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение может быть использовано в системах контроля водно-химического режима для тепловой, атомной и промышленной энергетики. Cпособ определения концентрации компонентов смеси высокоразбавленных сильных электролитов включает одновременное измерение удельной электропроводности и температуры анализируемого раствора при разных температурах в количестве, равном количеству компонентов раствора, решение системы уравнений электропроводности в количестве, равном числу измерений, каждое из которых имеет определенный вид, с определением при решении уравнений значений удельной электропроводности при температуре 18°С для каждого из компонентов смеси и нахождение по известным (справочным) данным соответствующей им концентрации.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности для исследования пластов, определения их остаточной водонасыщенности, для оперативного контроля влажности на нефтепромысловых скважинах.

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке нанокомпозитов. Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме содержит СВЧ-печь, установленный внутри СВЧ-печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого стекла и установленных на его торцах фланцев с хвостовиками для соединения с вакуумными шлангами, один из которых предназначен для подачи водорода в кварцевый реактор и снабжен натекателем, а другой - для вакуумирования СВЧ-печи и реактора.

Настоящее изобретение относится к способу синтеза наночастиц типа ядро-оболочка. Описан способ синтеза наночастиц типа ядро-оболочка, включающий следующие стадии: синтез полимерной затравки в растворителе путем «живой» анионной дисперсионной полимеризации, при этом затравка включает моновиниловый мономер, поперечно-сшитый при помощи сшивающего агента для формирования ядра наночастицы, при этом ядро имеет средний диаметр от 5 нанометров до 10000 нанометров и содержит полимерные цепи с «живыми» концевыми группами; добавление стабилизатора для стабилизации затравки и предотвращения осаждения затравки из раствора; и прививка и/или полимеризация частиц оболочки на «живые» концы ядра для формирования оболочки наночастицы; при этом затравка образована полимеризацией моновинилового мономера с использованием инициатора и поперечного сшивания полученного полимера со сшивающим мультивиниловым мономер агентом.

Изобретение относится к области изготовления оптического элемента путем соединения нескольких кристаллов гранатов. Такие композитные оптические элементы широко применяются в лазерах и других оптических устройствах.

Изобретение относится к области неорганической химии. Предложен продукт в виде агломератов оксигидроксидов металлов, выбранных из группы, состоящей из Al, Fe, Mg, Ti или их смеси.
Изобретение относится к композиционным материалам на основе углеродных нанотрубок. Предложен способ изготовления полимерного композита, включающий направленную ориентацию углеродных нанотрубок, заполнение межтрубочного пространства полимером и термообработку при температуре не выше температуры деструкции полимерного состава.

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты работников от электромагнитного излучения. Технический результат предлагаемого изобретения - повышение степени защиты операторов от электромагнитного излучения.

Изобретение относится к резиновым смесям на основе фтористых каучуков. Резиновая смесь содержит сополимер винилиденфторида и хлортрифторэтилена и тройной сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена с 0,3 мас.% функциональной группы брома, оксид магния и гидрооксид кальция в качестве активатора вулканизации и технический углерод Т-900.

Изобретения могут быть использованы при бактерицидной обработке флюидов, таких как вода и промышленные жидкости. Продукт для очистки флюидов содержит, с одной стороны, пористое тело, имеющее наружную и внутреннюю удельную поверхность, и, с другой стороны, металлизированный слой нанометровой толщины, покрывающий, по меньшей мере, часть наружной и внутренней поверхности пористого тела.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для получения углеродных наноструктур. Устройство для синтеза углеродных нанотрубок включает камеру 1, заполненную инертным газом, в которой расположены цилиндрические углеродосодержащие катод 2 и анод 3, расположенные соосно, выполненные с возможностью их перемещения относительно друг друга в продольном направлении.

Изобретение относится к композиционному полимерному антифрикционному материалу на основе полиамида для изготовления изделий трибологического назначения, например подшипников скольжения, а также для изготовления изделий тормозной системы рельсового пассажирского или грузового транспорта, эксплуатирующихся без использования смазки.

Изобретение относится к эластомерному нанокомпозиту на основе C4-C7-изоолефина, обладающего улучшенными рабочими характеристиками и характеристиками смешивания. Нанокомпозит содержит сополимер, образованный из по меньшей мере одного C4-C7-изоолефинового мономера и мультиолефинового мономера, и нанонаполнитель, содержащий смектитовую глину с поверхностно-активным веществом. При этом поверхностно-активное вещество обладает структурой (R1R2R3R4)N+, в которой R1 обозначает звено, образованное из бензила, которое может быть или не быть замещенным, в которой R2 выбран из группы, включающей C1-C26-алкилы, C2-C26-алкены и C3-C26-арилы, и в которой R3 и R4 являются одинаковыми или разными и независимо выбраны из группы, включающей C9-C26-алкилы, C9-C26-алкены и C9-C26-арилы. Полученные нанокомпозиты обладают улучшенными механическими и барьерными характеристиками при использовании в изделиях, для которых необходима непроницаемость, таких как герметизирующие слои покрышек, камеры, диафрагмы вулканизатора шин, шланги, медицинские пробки, непроницаемые листы и другие аналогичные изделия. 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.
Наверх