Анотація до роботи:

Гаркуша О.М. Властивості матричної дисперсної системи поліхлортрифторетилен – йодид срібла. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні.– Інститут хімії поверхні НАН України, Київ, 2003.

Вперше комплексно досліджено електричні, теплофізичні, структурно-механічні властивості дисперсної системи поліхлортрифторетилен – йодид срібла. Запропоновано структурну модель згаданої системи в залежності від зміни концентрації складових. Встановлено, що приповерхневий шар полімеру з особливими властивостями має складну структуру і є більш аморфізованим у порівнянні з полімером в об’ємі. Взаємодія компонентів системи на фізичному рівні призводить до зменшення температури фазового переходу в дисперсному AgI, що сягає 4К, в залежності від концентрації наповнювача і хімічної природи полімеру. В полімері, переважно в приповерхневому шарі, внаслідок фізико-хімічної взаємодії компонентів збільшується кількість подвійних зв’язків, що впливає на електропровідність системи в НВЧ електромагнітному полі. Виявлені специфічні явища є наслідком фізико-хімічної взаємодії компонентів системи на границі розділу фаз.

Обґрунтовано методику та виготовлено нові типи КМ в системі ПХТФЕ – AgI з динамічно керованими в процесі експлуатації електрофізичними параметрами в надвисокочастотному діапазоні і технологічно керованим температурним коефіцієнтом лінійного розширення в межах від до К^-1.

1. Комплексно досліджено фізичні властивості нової матричної дисперсної системи ПХТФЕ – AgI з високим вмістом суперіонного провідника, виявлено і вивчено нові специфічні фізико-хімічні явища і ефекти, що відбуваються в системі в залежності від концентрації компонентів, впливу температури, постійного електричного та надвисокочастотного електромагнітного полів.

   Показано, що електропровідність КМ системи ПХТФЕ – AgI при температурі Т=420К різко зростає, внаслідок суперіонного фазового переходу в наповнювачі. Різке збільшення електропровідності для зразків, що містять понад 75% (мас.) AgI відбувається внаслідок утворення неперервного перколяційного кластера наповнювача. Виявлено, що міжфазна взаємодія компонентів відбувається на фізичному та хімічному рівнях. Міжфазна взаємодія на фізичному рівні призводить до утворення в полімері приповерхневого відносно частинок наповнювача шару з особливими властивостями та пониження температур фазових переходів компонентів. Хімічна взаємодія призводить до збільшення в приповерхневому шарі полімеру концентрації макромолекул з подвійними спряженими зв’язками. Внаслідок цього в композитах системи ПХТФЕ – AgI в електромагнітному НВЧ-полі в температурній області суперіонного переходу експериментально виявлено зростання провідності, що пов’язано з "розморожуванням" іонного механізму переносу зарядів в дисперсному AgI і, ймовірно, індукованої ним електронної провідності в приповерхневому шарі полімеру.

   Виявлено, що композити ПХТФЕ – AgI мають V-подібний хід температурної залежності теплопровідності, що пов’язано з "розморожуванням" іонної провідності внаслідок фазового переходу в AgI. Оцінено зміну теплопровідності КМ, що відбувається внаслідок фазового переходу в наповнювачі.

   З’ясовано, що в області високих концентрацій система має два пороги перколяції, які складають 75% та 85% (мас.) наповнювача. Перший перехід пов’язаний з утворенням неперервного перколяційного кластера з точковими контактами між частинками AgI, другий – із встановленням фазових контактів внаслідок пластичної деформації наповнювача. Методами теорії перколяції розраховані критичні індекси та фрактальні розмірності системи ПХТФЕ – AgI.

   На основі результатів експериментального дослідження електричних, теплофізичних та фізико-механічних властивостей запропоновано структурну модель системи. Модель є основою оптимізації загального комплексу характеристик з метою максимальної реалізації властивостей наповнювача і полімеру. Розроблені КМ з властивостями іонної провідності мають поліпшені фізико-механічні характеристики, високий коефіцієнт поглинання акустичних хвиль мегагерцового діапазону, стійкість до впливу агресивних чинників зовнішнього середовища.

   Показано, що відхилення від адитивності на концентраційній залежності температурного коефіцієнта лінійного розширення пояснюється фізико-хімічною взаємодією на поверхні розділу фаз, яка призводить, зокрема, до аморфізації полімерної складової. Результати свідчать про високу чутливість дилатометричних характеристик до надмолекулярної структури полімеру. Розроблено КМ для функціональних покриттів з динамічно керованими електрофізичними параметрами та технологічно керованим температурним коефіцієнтом лінійного розширення в межах від до К^-1.

   Основні результати дисертаційної роботи викладено в публікаціях:

   1. Левандовський В.В., Горбик П.П., Янчевський Л.К., Комащенко О.В., Дубровін І.В., Бакунцева М.В., Шут М.І., Собецька О.М. (Гаркуша О.М.) Особливості електричної провідності системи поліхлортрифторетилен – дисперсний йодид срібла // “Фізика конденсованих високомолекулярних систем”. Наукові записки Рівненського педінституту. Вип. 3.- Рівне: РДПІ, 1997.- С. 47-49.

   - здобувачем було виготовлено дослідні зразки системи ПХТФЕ - AgI, проведено дослідження композиційних матеріалів на постійному струмі, отримано залежності електропровідності композитів від концентрації наповнювача, узагальнено експериментальні результати.

   2. Бакунцева М.В., Горбик П.П., Дзюбенко Л.С., Комащенко О.В., Левандовський В.В., Собецька О.М (Гаркуша О.М.), Янчевський Л.К. Взаємовплив полімеру та дисперсного наповнювача на границі поділу в області фазової нестабільності AgI // “Фізика конденсованих високомолекулярних систем”. Наукові записки Рівненського педінституту. Вип. 3.- Рівне: РДПІ, 1997.- С. 50-54.

   - здобувачем було проведено дослідження електропровідності на постійному струмі композиційних матеріалів, проведено розрахунки та узагальнено одержані результати.

   3. Бакунцева М.В., Горбик П.П., Комащенко О.В., Левандовський В.В., Махно С.М., Гаркуша О.М., Чуйко О.О. Дослідження електропровідності системи поліхлортрифторетилен – дисперсний йодид срібла // Доповіді НАН України.-1998, № 12.- С.78-82.

   - здобувачем було виготовлено дослідні зразки, проведено дослідження композиційних матеріалів на постійному струмі, отримано залежності електропровідності композитів від концентрації наповнювача та виконано порівняльний аналіз з електропровідністю на НВЧ, узагальнено експериментальні результати.

   4. Гаркуша О.М., Горбик П.П., Дзюбенко Л.С., Левандовский В.В., Махно С.Н., Бакунцева М.В. Электрофизические свойства системы полихлортрифторэтилен – дисперсный иодид серебра в сверхвысокочастотном диапазоне // Металлофизика и новейшие технологии. -2000.-Т.22, № 8.-С. 12–18.

   - здобувачем було виготовлено дослідні зразки, проведено дослідження композиційних матеріалів на постійному струмі, зроблено аналіз залежності електропровідності композитів на постійному струмі в поєднанні з результатами досліджень на НВЧ, ДТА, ІЧ-спектрометрії від концентрації наповнювача, узагальнено експериментальні результати.

   5. Семко Л.С., Горбик П.П., Огенко В.М., Левандовський В.В., Гаркуша О.М. Визначення перколяційних характеристик та фрактальних розмірностей кластерів компонентів у системі поліхлортрифторетилен – йодид срібла // Доповіді НАН України.-2000.- № 9.- С.94-100.

   - здобувачем було виготовлено зразки КМ, проведено дослідження композиційних матеріалів на постійному струмі, зроблено аналіз критичних коефіцієнтів, узагальнено результати.

   6. Гаркуша О.М., Горбик П.П., Левандовський В.В., Янчевський Л.К., Бакунцева М.В. Физико-механические и теплофизические свойства ситемы дисперсный иодид серебра – полихлортрифторэтилен // Металлофизика и новейшие технологии.-2001.-Т.23, №6.- С.797-809.

   - здобувачем було виготовлено зразки, проведено дослідження густини та пористості композиційних матеріалів, виконано ультразвукові дослідження, проведено розрахунки, отримано експериментальні залежності, узагальнено результати.

   7. Бакунцева М.В., Гаркуша О.М., Горбик П.П., Левандовський В.В., Янчевський Л.К. Особливості поведінки температурного коефіцієнта лінійного розширення системи поліхлортрифторетилен – йодид срібла // Доповіді НАН України.-2002.-№9.- С. 95-99.

   - здобувачем було виготовлено зразки, виконано експериментальні дослідження, проведено розрахунки, отримано експериментальні залежності, узагальнено результати.

   8. Левандовский В.В., Горбик П.П., Гаркуша О.М., Янчевский Л.К., Бакунцева М.В. Теплопроводность системы полихлортрифторэтилен – дисперсный иодид серебра // Металлофизика и новейшие технологи.-2002.-№9.-С.1221-1229.

   - здобувачем було виготовлено зразки для дослідження, виконано експериментальні дослідження, проведено розрахунки, узагальнено результати.

   9. Бакунцева М.В., Гаркуша О.М., Горбик П.П., Левандовський В.В., Махно С.М., Янчевський Л.К. Деякі властивості системи поліхлортрифторетилен – дисперсний йодид срібла // Фізико-хімія конденсованих структурно-неоднорідних систем. - Матеріали III Всеукраїнскої конференції “Шляхи удосконалення фундаментальної і професійної підготовки фахівців з фізики”. Київ. -1998.- Ч.II.-С.199-203.

   10. Garkusha O.M., Gorbik P.P., Dzyubenko L.S., Mahno S.N., and Ogenko V.M. Investigation of the polymer – dispersed silver iodide interface interaction // 28th International Vacuum Microbalance Techniques Conference. Kyiv. - 1999.- P. 69.

   11. Горбик П.П., Левандовський В.В., Гаркуша О.М., Бакунцева М.В., Янчевський Л.К. Дослідження теплопровідності системи поліхлортрифторетилен – дисперсний йодид срібла // Тези доповідей V Всеукраїнська наукова конференція "Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики". Київ. -2000.- С. 171.

   12. Левандовський В.В., Горбик П.П., Гаркуша О.М., Янчевський Л.К., Бакунцева М.В. Термодинамічний спосіб кількісної оцінки взаємодії компонентів полімерних композиційних матеріалів з дисперсними наповнювачами, що мають фазові нестабільності // Труды ІІ Международной научно-технической конференции “Композиционные материалы”.-Київ: НТУУ “КПІ”.-2001.- С.90.