Original title: Dielektrická relaxační spektroskopie kompozitních soustav
Translated title: Dielectric Relaxation Spectroscopy of Composite Systems
Authors: Holcman, Vladimír ; Liedermann, Karel (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2008
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Práce pojednává o vybraných dielektrických a elektrických vlastnostech plněného elastomeru niklovými kulovými částicemi. Byly vytvořeny sady vzorku s pěti různými velikostmi niklových částic. Na těchto vzorcích byly analyzovány následující vlastnosti permitivita, ztrátový činitel a ztrátové číslo v závislosti na kmitočtu a hmotnostním zastoupení plniva, dále vnitřní rezistivita v závislosti na teplotě a hmotnostním zastoupení niklového plniva. Hlavním cílem je zkoumání vlivu velikosti částic na všechny uvedené vlastnosti. Zkoumána je soustava kopolymer etylén-vinylacetát – nikl. Vzorky byly měřeny z velké části na fakultě Experimentální Fyziky V. University v Augsburgu. Měření bylo prováděno na přístrojích (Alpha-analyzer, HP 4284, E4991A) ve frekvenčním rozsahu 1 Hz – 1 MHz. Teplotní závislosti byly měřeny na kryogenickém zařízení jak v Augsburgu tak i na Ústavu Fyziky FEKT VUT v Brně v rozsahu 10-310 K. Koncentrace niklu ve sledovaném kompozitním systému byly v rozsahu 0-75 % a průměrná velikost částic niklu byla v rozmezí 35 – 115 m. Byla prokázána závislosti velikosti niklových kulových částic na dielektrické vlastnosti v kompozitním systému kulové niklové částice - polymer. Znamená to posun v oblasti výzkumu kompozitních materiálu resp. v oblasti výpočtů směsných vztahů. Bylo zjištěno, že přidáním plniva (kulových niklových částic) o různých velikostech a stejném objemovém zastoupení do polymerní matrice nebudou mít výsledné kompozity stejné vlastnosti. Byl vytvořen nový směsný vztah, který velmi dobře popisuje chování celého kompozitního systému. The subject of this doctoral thesis is the study of dielectric properties of a binary composite made up of a polymer matrix and metallic filler. Properties of such composites have been extensively examined in the past and they turned out to depend on temperature, frequency and in particular on filler concentration. The objective of this work was first to experimentally establish and second to describe quantitatively the effect of the size of metallic particles on the properties of the composite concerned, yet at the same filler concentration. This study was carried out on the model system ethylene-vinylacetate copolymer – nickel. The acquisition of experimental results required extensive measurements in a wide frequency and temperature interval, as well as a manufacture and preparation of a large set of samples with different concentrations and Ni filler sizes. Measurements were in part carried out at the Centre for Electronic Correlations and Magnetism, Institute of Experimental Physics V of the University of Augsburg (Germany) and, after the installation of a new cryogenic system, at the Department of Physics at FEEC, BUT Brno. Measurements were performed on a number of meters (Alpha-Analyzer of Novocontrol, HP4284A and HP4285A of Hewlett Packard and E4991A of Agilent) in the frequency range 1 Hz – 1 MHz and in the temperature interval 10 K – 300 K. The nickel concentration in systems studied varied from 0 % to 75 % and nickel particles were of a spherical shape with diameters between 35 and 115 m. The measurement results have shown that in the above frequency and temperature window just a single relaxation and a single conductivity mechanism occur. It was also proved that the frequency dependence of complex permittivity is for different Ni particle sizes at the same concentration different. These results have been quantified and a simple mathematical formula based on the Lichtenecker mixture rule has been proposed for their description. The physical origin of the effect of particle size at the same total nickel concentration is sought in different surface areas of internal interfaces between nickel and polymer in the composite
Keywords: complex permittivity; Composites systems; cryogenic measurement; dielectric properties; fraction; high-frequency measurement.; loss factor; nickel-sphere particles; dielektrické vlastnosti; frakce; komplexní permitivita; Kompozitní soustavy; kryogenická měření; niklové kulové částice; vysokofrekvenční měření; ztrátové číslo

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/25294

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233414


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses