ارایه مدل میکرومکانیکی برای پیش بینی رسانایی الکتریکی نانوکامپوزیت های پلیمری حاوی نانو لوله های کربنی

در این مقاله، یک مدل نظری میکرومکانیکی بر اساس تئوری میدان میانگین به منظور پیش بینی خواص الکتریکی کامپوزیت های پلیمری حاولی نانولوله های کربنی ارائه شده است. نانولوله های کربنی به صورت استوانه ای با یک لایه پوشیده از ناحیه بین فازی در نظر گرفته شده اند. در ادامه، یک مدل سه بعدی بر اساس توزیع تصادفی نانولوله های کربنی با زوایای تصادفی در داخل ماتریس پلیمری در نظر گرفته شده است. اثرات ناحیه بین فازی، تونل زنی کوانتومی، هندسه پرکننده و همچنین خواص الکتریکی پرکننده و ماتریس در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد، مدل حاضر توانائی پیش بینی سه ناحیه عایق، آستانه پرکولاسیون و همچنین ناحیه فلزی را که از پارامترهای بسیار مهم طراحی کامپوزیت های رسانا می باشد، به خوبی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد، نسبت طول به قطر نانولوله کربنی اثر بسیار زیادی بر روی آستانه پرکولاسیون دارد و هرچقدر این مقدار زیاد باشد، آستانه پرکولاسیون کاهش می یابد. مدل حاضر نشان می دهد، مقدار رسانائی پرکننده و ماتریس به ترتیب تنها بر ناحیه فلزی و عایق اثر گذار هستند و بر دو ناحیه دیگر اثری ندارند. در پایان مدل حاضر بر روی نتایج آزمایشگاهی موجود اعمال شده است که به خوبی این نتایج را پیش بینی می کند.