Пивощук С.Р.

(НТУУ «КПІ», м. Київ)

Електропровідність пористих та гетерофазних матеріалів

Електропровідність гетеро фазних матеріалів залежить від електропровідності фаз, що входять до їх складу, а також від концентрації кожної фази.

Якщо структура гетеро фазного матеріалу має матричний характер, тобто включення максимально наближені до сферичної форми хаотично розподілені в матриці, то ефективна електропровідність такої суміші може бути визначена за допомогою формули:

= ,

де – електропровідність матриці;

– електропровідність i – фази;

– концентрація i – фази.

Для будь-якої двофазної суміші значення ефективної провідності виявляється в середині «вилки», що визначається самою електропровідністю суміші та величиною, протилежною її електроопору.

Якщо відмінність між провідністю фаз не перевищує одного порядку, то для таких систем провідність не чутлива до типу структури гетерофазного матеріалу.

Якщо структура матеріалу являє собою однорідну матрицю з включенням у вигляді пор, то ефективна електропровідність пористого матеріалу може бути обчислена за формулою:

= ],

де – пористість тіла.

Рисунок 1 – Залежність електропровідності від пористості системи LaB₆ – NeB₆

Рисунок 2 – Залежність електропровідності від пористості системи NeB₆

В роботі було досліджено залежності електропровідності від пористості системи складу LaB₆ – NeB₆, що зображено на рисунку 1, та системи NeB₆, зображено на рисунку 2. З рисунків 1 та 2 видно, що зі збільшенням пористості, електропровідність зменшується. Це пов'язано з з тим, що пори не пропускають електричний струм. При збільшенні пористості від 20 до 40 %, електропровідність зменшується майже в 2 рази. Такі дані отримали через наявність в системі пор та домішок. Дефекти розташовані біля пор та границь зерен, що зумовлює зниження електропровідності.