Наукові публікації університету

Electrical and thermal conductivity of ternary composites graphite nanoplatelets/TiO2/epoxy

The investigation of the electrical and thermal properties of composite materials (CMs) based on epoxy resin L285 and hybrid filler graphite nanoplatelets/titanium oxide particles (GNP/TiO2) has been performed. The experimental study involved measuring direct current (DC) resistivity in the temperature range 77- 293 K and thermal conductivity (within 150-425 K range) of such ternary composite with 0-5 wt. % content of GNP particles and 35 wt. % of TiO2 ultra-disperse (~130 nm) particles. The decrease of the percolation threshold and enhanced electrical conductivity for the ternary GNP/TiO2/epoxy CMs compared with binary GNP/epoxy CMs were observed. It was found that the increase of highly conductive GNP content in the composite leads to the increase of electrical conductivity and change in the temperature coefficient of
resistance (TCR) from negative to slightly positive in the temperature range 100-293 K. The negative TCR was related to hopping mechanism of conductivity, and the activation energy for low-conductive 2 wt. % GNP/TiO2/epoxy composite was estimated. The positive TCR for 5 wt. % GNP/TiO2/epoxy composite may be explained by the changes in tunnel electronic transport under thermal expansion of epoxy matrix. The investigation of thermal conductivity of GNP/TiO2/epoxy CMs has shown that addition of TiO2 particles
into GNP/epoxy composites doesn’t influence the value of thermal conductivity. The changes of the thermal conductivity with increase of GNP content in ternary CMs were considered within a modified Nielsen model and the effective thermal conductivity of each type of filler phase was determined. The role of the thermal interface resistance and interparticle thermal contact resistance in the determination of composite thermal conductivity was also discussed.

ID: 232564
Кількість показів: 10
дата змінення: 18.09.2019 13:47:12
Ким змінено (ім'я): (phys21) Юлія Перец
Вид роботи:  Наукова публікація
Тип роботи:  Наукова стаття
Кількість сторінок:  7
Рік видання:  2019
Звітний рік:  2019
Видання:  Journal of nano- and electronic physics
Том:  11
Випуск, частина:  3
Номери сторінок:  03007-1-03007-7
Галузь науки:  Фізика
Автори,співробітники Університету:  Вовченко Людмила Леонітіївна / Лень Тетяна Анатоліївна / Мацуй Людмила Юріївна / Турков Олег Володимирович / Перец Юлія Сергіївна
Кафедра / Відділ:  Загальної фізики / НДЛ Фізичне матеріалознавство твердого тіла
№ теми:  18БФ051-02
Посилання на статтю (посилання на рецензію в журналі (для монографій):  https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/73537
Ключові слова:  titanium oxide graphite nanoplatelets composite electrical conductivity thermal conductivity
Опубліковано за рішенням Вченої ради:  ні
Інститут/Факультет:  Фізичний факультет

Повернення до списку

Вгору