Існує можливістьвведення в такі композити додаткових компонентів, що додає покриттюспецифічні, наприклад, гідрофобні властивості. Гібридні тверді електролітипоєднують іоно-і електронопроводящіе властивості різних органічних молекул зтермостійкістю і міцністю неорганічної матриці.
Заструктурі композити поділяються на кілька основних класів: волокнисті,шаруваті, дисперсно-зміцнені, зміцнені частками і нанокомпозити.
Волокнисті полімернікомпозити складаються зармуючого волокнистого наповнювача та полімерної матриці (зв'язуючого). Вженевеликий вміст наповнювача в композитах такого типу призводить до появиякісно нових механічних властивостей матеріалу. Широко варіювати властивостіматеріалу дозволяє також зміна орієнтації розміру і концентрації волокон.Властивості волокнистих полімерних композитів суттєво залежать від складовихїх компонентів; їх складу та властивостей, взаємного розташування, властивостей міжфазноїмежі розділу, а в деяких випадках від дифузії компонентів матриці вволокна [8].
У шаруватихкомпозиційних матеріалах матриця і наповнювач розташовані шарами, як,наприклад, в особливо міцному склі, армованому декількома шарами полімернихплівок.
Мікроструктура рештикласів композиційних матеріалів характеризується тим, що матрицю наповнюютьчастками армуючого речовини, а розрізняються вони розмірами частинок. У композитах, зміцнених частками , їх розмір більше 1 мкм, а змістстановить 20-25% (за об'ємом), тоді як дисперсно-зміцнені композити включають в себе від 1 до 15% (за об'ємом) частинок розміром від 0,01 до 0,1 мкм.Розміри часток, що входять до складу нанокомпозитів - нового класукомпозиційних матеріалів - ще менше і складають 10-100 нм. В якостідобавки до полімерній матриці в нанокомпозитах використовуються різнінанонаповнювач, як за хімічним складом, так і морфології. Властивостікомпозитів такого типу можуть змінюватися при дуже малих змінах концентраціїнаповнювача завдяки його великій питомої поверхні та інтенсивному міжмолекулярнихвзаємодії з полімером.
-->> Властивості композитів багато в чомувизначаються, крім інших параметрів, площею поверхні розділу і інтенсивністю міжмолекулярної взаємодіїміж матеріалами матриці і наповнювача. Оскільки частинки нанонаповнювачпереважно мають розмір менше 100 нм, то їх більш висока питомаповерхню у порівнянні з наповнювачами з більш великими частками дозволяєістотно знизити ступінь наповнення композиту. Перехід донанорозмірних наповнювача при оптимізації параметрів синтезу дозволяє нетільки скоротити його питома витрата, але й отримувати матеріали з більш високимиексплуатаційними характеристиками.
Донайбільш поширеним нанонаповнювач можуть бути віднесені: шаруватіалюмосилікати (глини), вуглецеві нанотрубки і нановолокна, ультрадисперсніалмази (наноалмази), фулерени, неорганічні нанотрубки, наночастинки оксидукремнію, карбонату кальцію, а також металеві наночастинки. Однією знайважливіших завдань при використанні нанонаповнювач є забезпечення їхрівномірного розподілу в матриці композиту.
Механічнівластивості композитів залежать від структури і властивостей міжфазної поверхні. Так,сильне міжфазну взаємодію між матрицею і наповнювачем забезпечуєвисоку міцність матеріалу, а значно слабший - ударну міцність. Видимийтенденція до поліпшення властивостей наповнювача (посилюючого елементу) призменшенні його розмірів пояснюється зниженням його макроскопічної дефектності.Фізичні властивості звичайного композиту, на відміну від нанокомпозиту, не можутьперевершувати властивостей чистих компонентів [9].
1.2Діелектричні матеріали
1.2.1Основні види діелектричних матеріалів
Діелектричнимиматеріалами називаютьматеріали, основним електричним властивістю яких є здатність дополяризації і в яких можливе існування електростатичного поля [10]. Електроннапровідність виражена слабо, тому валентні електрони досить жорстко пов'язані зядром. Ширина забороненої зони між валентною зоною і зоною провідності (38) еВ.
Діелектрики відрізняються відінших речовин міцними зв'язками електричних позитивних і негативнихзарядів, що входять до їх складу. Внаслідок цього електрони та іони не можутьвільно переміщатися під впливом прикладеної різниці потенціалів.Практично в діелектриках в силу ряду причин завжди є деякекількість слабо зв'язаних зарядів, здатних переміщатися всередині речовини навеликі відстані. Іншими словами, діелектрики не є абсолютниминепроводниками електричного струму. Однак в нормальних умовах таких зарядівв діелектриках дуже мало, і обумовлений ними електричний струм, званийструмом витоку, невеликий. Зазвичай до діелектриків відносяться речовини, що маютьпитому електричну провідність не більше 10 -7 - 10 -8 См/м. До діелектриків відносяться багато рідини, кристалічні,стеклообразниє, керамічні, полімерні речовини.
Призначення діелектриків -створення пристроїв, ізолюючих електричні ланцюги. Серед діелектриків виділяютьматеріали, в яких спостерігається залишкова поляризація в електричних,механічних і теплових полях. У відповідності з цими явищами виділяють класисегнето, п'езо-й піроелектриків.
Сегнетоелектрикивідрізняються великою діелектричною проникністю, високим пьезомодулем,наявністю петлі діелектричного гістерезису.
При деформації пьезоелектріков виникає електрична поляризація (прямий п'єзоефект) і,навпаки, під дією електричного поля з'являються механічні деформації (зворотнийп'єзоефект). Цей ефект використовується у п'єзоелектричних перетворювачах(УЗ-технологія, дефектоскопія, радіомовлення, мікрофони, резонатори і т.д.) [11].
Піроелектріки -кристалічні діелектрики, що володіють спонтанною (мимовільної)поляризацією. При зміні температури величина спонтанної поляризаціїзмінюється, що викликає появу електричного поля.
1.2.2 Основні типи іособливості сегнетоелектриків
Найбільш важливоюособливістю сегнетоелектриків є висока і оборотна поляризація,яка спостерігається при температурі поблизу точки Кюрі-Вейсса. При температурі Т K діелектрична проникність досягає максимуму, а потім спадає вВідповідно до закону Кюрі-Вейсса.
Сегнетоелектрики , що володіють високоюдіелектричною проникністю (e), нелінійністю основниххарактеристик в залежності від температури, частоти та інших параметрів, атакож великимизначеннями п'єзоелектричних коефіцієнтів, знаходять застосування в наступнихосновних областях техніки [10,12,13]:
1) виготовлення малогабаритнихнизькочастотних конденсаторів з великою питомою ємністю;
2) використанняматеріалів з великою нелінійністю поляризації для діелектричних підсилювачів,модуляторів та інших керованих пристроїв;
3) використаннясегнетоелементов в лічильно-обчислювальній техніці в якості елементів пам'яті;
4) використаннякристалів сегнето-і антісегнетоелектріков для модуляції і перетвореннялазерного випромінювання;
5) виготовленняп'єзоелектричних і піроелектричні перетворювачів.
Сегнетоелектрики часто перевершують також іншіп'єзоелектричні матеріали завдяки тому, що завдяки високим значенням e вони володіють високими значеннямикоефіцієнта електромеханічного зв'язку, який останній характеризує часткуелектричної енергії, що запасається у вигляді механічної енергії. Тангенс кутавтрат в таких сегнетоелектрик зазвичай близько 0,01.
Важливою задачею є розробка сегнетоелектриків,стабільно зберігають необхідні параметри при кімнатній температурі. Такеуправління властивостями можливо за допомогою зміни складу твердих розчинів,причому управляти властивостями можна також шляхом введення певних добавок упроцесі виготовлення кераміки.
У технічному застосуваннісегнетоелектриків намітилося кілька напрямків, найважливішими з якихслід вважати:
- конденсаторнасегнетокераміки, як і будь-який діелектрик, для виробництва звичайнихконденсаторів, повинна мати найбіль...
