Моделирование диэлектрических характеристик синтактных материалов

Синтактные материалы (сферопластики), в силу структурных особенностей характеризующиеся низкой плотностью, в зависимости от материала стенок микросфер могут иметь достаточно высокую прочность и низкую теплопроводность, что делает их перспективными для использования в качестве теплоизоляционных материалов. Подбором материала стенок микросфер и концентрации компонентов сферопластиков можно существенно изменять их диэлектрические характеристики. В работе рассмотрена задача моделирования эффективных диэлектрических характеристик синтактного материала с полимерным связующим и наполнителем в виде полых стеклянных микросфер с учетом наличия в материале технологических примесей. Предложена модель для вычисления эффективной диэлектрической проницаемости образца синтактного материала, основанная на модели матричного композита с несколькими видами неоднородных или однородных включений. Для вычисления применяется обобщенное приближение эффективного поля для неоднородной среды с включениями с оболочкой. Проведены модельные расчеты для синтактической пены с кремнийорганическим связующим полидиметилсилоксаном и полыми микросферами с оболочкой из Е-стекла при наличии в материале некоторого количества влаги. Получены частотные диэлектрические характеристики данного материала в диапазоне 10-10 Гц. Показано, что увеличение объемной доли полых микросфер приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. Также показано, что расчетные значения находятся в удовлетворительном соответствии с экспериментальными данными, полученными при частоте электромагнитного поля 9,8 ГГц.
Лавров Игорь Викторович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Бардушкин Владимир Валентинович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
Яковлев Виктор Борисович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия; Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук, г. Москва, Россия
Бардушкин Андрей Владимирович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия; ООО «Альфачип», г. Москва, Россия
Поделиться