Особенности зарядового состояния нанокомпозитов СВМПЭ+α-SiO_2

摘要

Представлены результаты изучения электретных свойств композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и нанодисперсного аморфного наполнителя диоксида кремния α-SiO_2 (аэросила) в зависимости от объемного содержания последнего и поглощенной дозы D γ-облучения при комнатной температуре методом термостимулированной деполяризации (ТСД). Установлено, что введение до 5 сферических наночастиц аморфного диоксида кремния α-SiO_2 диаметром 20 нм в СВМПЭ сначала увеличивает, а затем снижает электретные характеристики композитов. Максимальным значением электретной разности потенциалов и стабильности электретного состояния обладают композиты СВМПЭ+1α-SiO_2. Показано, что предварительное гамма-облучение ухудшает электретные свойства данной композитной среды, что связано с их повышенной электропроводностью и высокой скоростью релаксации заряда. Наблюдаемое повышение начальной поверхностной плотности заряда σ_н. сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых композиций связано с наличием энергетических ловушек инжектированных носителей зарядов. На основе анализа спектров ТСД показано, что термостабильность электретов из композита СВМПЭ+1 α-SiO_2 улучшается. Характер тока ТСД предварительно γ-облученных пленок еще раз доказывает, что после γ-облучения инжектированные из зоны короны заряды в основном накапливаются в приповерхностных слоях облученных образцов. Результаты термостимулированной деполяризации свидетельствуют о том, что релаксация электретного состояния в исследуемых материалах происходит за счет объемной проводимости.