Structural-morphological and Conductive Properties of С-Al2O3 Composite Materials

Abstract

У роботі з використанням методів малокутового Х-променевого розсіяння, низькотемпературної порометрії та імпедансної спектроскопії досліджено структуру, морфологію та електропровідні властивості композитного матеріалу С-Al2O3 залежно від відсоткового вмісту оксидної фази у ньому. З’ясовано, що структура досліджуваних матеріалів утворена масовими фракталами як результат агрегації вуглецевих кластерів на поверхні частинок оксиду алюмінію. Зменшення фрактальної розмірності від 2,80 до 1,90 і відповідне розрихлення структури зумовлене зменшенням об’ємної частки вуглецевої фази у композиційному матеріалі. Збільшення відсоткового вмісту оксидної компоненти призводить також до збільшення пористості (від 0,62 до 0,80), зменшення загальної (від 424 до 300 м2/г за даними малокутового розсіяння Х-променів) та відкритої (від 356 до 14 м2/г за даними низькотемпературної порометрії) питомих поверхонь та зростання об’ємної частки мезопор від 51 до 70 %. Встановлено, що додавання до вуглецевого прекурсору оксидної компоненти зумовлює зменшення питомої електропровідності від 26,2 Ом – 1∙м – 1 (для вихідного зразка) до 0,4 Ом – 1∙м – 1 (при 30 % Al2O3) за рахунок формування додаткових бар’єрів на шляху електронів у вигляді частинок оксиду алюмінію поряд із розгалуженою системою пор у вуглецевій матриці.