6 / 14
Рис. 1. Геометрическая модель ЯП композита (
а
), армированного углеродными
нанотрубками марки CT2H с концентрацией включений около 0,2 масс. %, и
конечно-элементная сетка для ЯП (
б
), использованная в расчетах
в НОЦ “СИМПЛЕКС” МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для повышения эф-
фективности расчетов использован CSIR-метод хранения разряжен-
ных матриц.
В качестве объекта математических исследований выбрана ЯП по-
лимерного композита, модифицированного углеродными многостен-
ными нанотрубками марки CT2H (рис. 1). Средний диаметр нанотру-
бок приблизительно 18 нм, аспектное отношение 170.
В рамках тестовых расчетов было вычислено распределение дей-
ствительной ( Re
ϑ
∗
(1)
) и мнимой ( Im
ϑ
∗
(1)
) компонент безразмерного по-
тенциала
ϑ
∗
(1)
электрического поля внутри моделируемого компози-
та для задачи
L
1
(рис. 2) при массовой доли нанотрубок примерно
0,4 масс. %.
Расчет эффективных диэлектрических характеристик нано-
структурированного композита.
В экспериментальных исследо-
ваниях полимерных композитов с углеродными нановключениями
было обнаружено аномальное поведение действительной и мнимой
компонент диэлектрической проницаемости образцов при измене-
нии концентрации нанотрубок [3, 4]. Авторами настоящей работы
сформулировано предположение об образовании “агломератов” при
определенных значениях концентрации углеродных нанотрубок более
0,5 масс. %. В связи с этим происходит сокращение удельной пло-
щади адгезии с последующим уменьшением максвелл-вагнеровской
поляризации.
Для проверки предложенной гипотезы проведены расчеты диэлек-
трической проницаемости наноструктурированного композита с кон-
центрацией углеродных нанотрубок до 1,2 масс. %. Расчет диэлектри-
ческих свойств наноструктурированного композита осуществлялся по
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2016. № 1
81