مدل توسعه يافته ميكرومكانيكي براي پيش بيني خواص الكتريكي نانوكامپوزيت هاي پليمري حاوي نانو لوله هاي كربني

در اين مقاله، يك مدل توسعه يافته ميكرومكانيكي براي پيش بيني رسانايي الكتريكي موثر نانوكامپوزيت هاي پليمري حاوي نانولوله هاي كربني ارائه شده است. اين مدل بر اساس نظريه ميدان ميانگين و با در نظر گرفتن پديده تونل زني كوانتومي الكترون ها بين نانو پركننده ها ايجاد شده است. نانولوله هاي كربني به شكل استوانه فرض شده اند كه يك لايه بين فازي آنها را پوشش داده است. نانولوله هاي كربني به صورت تصادفي در مكان هاي مختلف در داخل ماتريس پليمري و با جهت گيري تصادفي توزيع شده اند. تاثير پارامتر هاي گوناگون نظير ابعاد هندسي نانولوله هاي كربني، نسبت اندازه آنها، ضخامت لايه بين فازي، تونل زني كوانتومي الكترون ها، رسانايي ماتريس پليمر، رسانايي نانولوله هاي كربني و رسانايي لايه بين فازي بر روي رسانايي موثر نانوكامپوزيت در مدل نظري در نظر گرفته شده اند. مدل ارائه شده رفتار هاي الكتريكي نانوكامپوزيت ها را در ناحيه عايق، ناحيه پركولاسيون و ناحيه فلزي و همچنين گذار تيز رسانايي يا آغاز پركولاسيون و ناحيه فلزي در كسر حجمي هاي بالا را به خوبي بازتوليد مي كند. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش اندازه نانولوله هاي كربني در نانوكامپوزيت، آستانه پركولاسيون كاهش مي يابد. مقدار رسانايي پركننده و ماتريس به ترتيب تنها بر ناحيه فلزي و عايق اثر گذار هستند. به منظور صحت سنجي ، نتايج آزمايشگاهي موجود در مطالعات قبلي با مدل حاضر پيش بيني شده است كه مدل ارائه شده به خوبي اين نتايج تجربي را پيش بيني مي كند.