Анотація до роботи:

Мазуренко Р.В. Властивості систем з розвиненою поверхнею на основі поліхлортрифторетилену, йодиду срібла та діоксиду кремнію.- 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, 2005.

Комплексно досліджені електрофізичні та теплофізичні властивості системи поліхлортрифторетилен (ПХТФЕ) – йодид срібла (AgI) – діоксид кремнію (SiO₂) в широкому інтервалі температур та концентрацій компонентів. Виявлено нові специфічні ефекти та явища, які є наслідком фізико-хімічної взаємодії на границі розділу фаз. Встановлено, що введення високодисперсного кремнезему до складу системи ПХТФЕ – AgI призводить до зміщення температури фазового переходу AgI в композитах, дозволяє розширити діапазон керованої зміни значень комплексної діелектричної проникності в надвисокочастотному діапазоні, електропровідності, температурного коефіцієнта лінійного розширення. Показано, що нанорозмірний SiO₂ є активним регулятором надмолекулярної структури полімерної матриці КМ ПХТФЕ - AgI.

Вперше виявлено явище термічно стимульованих коливань розмірів композитів ПХТФЕ–AgI в області температури фазового переходу наповнювача.

Досліджено фізико-механічні властивості поверхні композитів ПХТФЕ–AgI. Показано, що значення модуля пружності та мікротвердості поверхневого шару вищі, ніж відповідні значеня в об’ємі композитів. Підвищення вмісту наповнювача в системі ПХТФЕ–AgI сприяє зростанню міцнісних показників і зменшення опору повзучості зразків.

Вивчено електрофізичні властивості в надвисокочастотному діапазоні нанорозмірного кремнезему, хімічно модифікованого йодидом срібла. Показано, що хімічна модифікація поверхні кремнезему AgI дозволяє розширити діапазон керованої зміни значень комплексної діелектричної проникності системи AgI–SiO₂ та оптимізувати її практичне використання з метою виготовлення матеріалів, що ефективно взаємодіють з електромагнітним випромінюванням.

1. Досліджено електрофізичні властивості дисперсних наповнювачів з електронною, іонною та електронно-іонною провідністю (CuI, AgI, Cu₂S, VO₂, поліанілін) в НВЧ діапазоні. Показано їх перспективність для використання в ролі активних компонентів дисперсно-наповнених систем, що ефективно взаємодіють з електромагнітним випромінюванням.

2. Дослідженнями фотолюмінісцентних властивостей високодисперсного кремнезему при зміні тиску оточуючого середовища - баричний процес, відбувається різке зростання інтенсивності фотолюмінісценції без зміни форми спектра зразків, що обумовлене зміною заповнення поверхневих адсорбційних центрів. За ізобаричних умов відбувається монотонна зміна інтенсивності і форми спектра ФЛ в вакуумі та на повітрі, яка, вірогідно, обумовлена дифузією домішок (ймовірно киснем).

3. Вперше комплексно досліджено фізичні властивості наноструктурної матрично-дисперсної системи ПХТФЕ–AgI–SiO₂, виявлено і вивчено нові специфічні явища і ефекти, що відбуваються в системі в залежності від впливу температури та вмісту компонентів. Показано, що високодисперсний кремнезем, введений до складу системи ПХТФЕ – AgI, істотно впливає на електрофізичні характеристики композитів. Виявлено підвищення значень складових комплексної діелектричної проникності в НВЧ діапазоні КМ ПХТФЕ–AgI–SiO₂ в концентраційному інтервалі йодиду срібла С 47 (об.)%. Дослідженнями електропровідності () композитів на частоті 100 Гц виявлено підвищення значень при наявності SiO₂ в складі системи ПХТФЕ–AgI. В НВЧ діапазоні та на низьких частотах виявлено пониження порогу перколяції системи ПХТФЕ–AgI при введенні SiO₂, що пов’язано зі зменшенням здатності дисперсного AgI до структуроутворення в матриці ПХТФЕ внаслідок часткового блокування поверхні нанорозмірним SiO₂.

4. Теплофізичними дослідженнями встановлено зміщення температури фазового переходу композитів ПХТФЕ – AgI при введенні високодисперсного кремнезему, що обумовлено зменшенням дії напруг взаємного стиснення складових внаслідок змін надмолекулярної структури полімеру в кристалічних і аморфних областях. Введення SiO₂ до ПХТФЕ призводить до пониження теплоємності (С_Р) та ТКЛР в склоподібному стані, що може бути пов’язано із зменшенням інтенсивності коливань СFCl-групи мономерної ланки, внаслідок прояву міжмолекулярних сил взаємодії з діоксидом кремнію. У високоеластичному стані прояв вказаних сил значно послаблюється, що обумовлює значне підвищення ТКЛР (від 16010^-6 до 45010^-6 К^-1), внаслідок підвищення сегментальної рухливості аморфної складової полімеру, що утворюється в приповерхневих до частинок SiO₂ шарах. Показано, що діоксид кремнію є активним регулятором надмолекулярної структури та властивостей полімерної складової ПКМ ПХТФЕ – AgI.

5. Вперше виявлено явище термічно стимульованих коливань розмірів зразків композитів ПХТФЕ – AgI в області температури фазового переходу наповнювача (420 К). Показано, що явище проявляється в інтервалі швидкостей нагрівання 1,3 4,5 К/хв та вмісту наповнювача 60 С 68 (об.)%. Введення нанорозмірного кремнезему в систему стабілізує ТКЛР.

6. Дослідженями фізико-механічних властивостей поверхні ПКМ системи ПХТФЕ – AgI виявлено зміцнення поверхневого шару, що може бути пов’язане зі збільшенням ступеня кристалічності полімерної складової та текстуруванням наповнювача в приповерхневій області композитів в порівнянні з об’ємом. Встановлено, що підвищення вмісту наповнювача в зразках ПХТФЕ – AgI сприяє зменшенню опору повзучості. Визначено оптимальні концентрації наповнювача (40 С 60 %) при яких поверхня композитів набуває максимальних пружних характеристик та мікротвердості.

Основні результати дисертаційної роботи викладено в публікаціях:

1. Гаркуша О.М., Горбик П.П., Левандовський В.В., Мазуренко Р.В., Рокицький М.О., Янчевський Л.К., Чуйко О.О. Термічно стимульовані коливання розмірів у системі поліхлортрифторетилен – дисперсний йодид срібла // Доповіді НАН України.-2004.-№ 5.- С.143-146.

- здобувачем було виготовлено зразки системи ПХТФЕ – AgI, проведено дослідження температурного коефіцієнта лінійного розширення композиційних матеріалів від температури, проведено розрахунки, одержано експериментальні залежності, узагальнено результати.

2. Горбик П.П., Мазуренко Р.В., Левандовський В.В., Махно С.М., Чуйко О.О. Вплив діоксиду кремнію на електрофізичні властивості системи поліхлортрифторетилен – йодод срібла // Доповіді НАН України.-2005.-№5.-С.133-137.

- здобувачем було виготовлено зразки для досліджень, проведено дослідження композиційних матеріалів в надвисокочастотному діапазоні та на низьких частотах, проведено розрахунки, одержано залежності електропровідності композитів від концентрації наповнювача та виконано порівняльний аналіз для систем ПХТФЕ – AgI і ПХТФЕ – AgI – SiO₂, узагальнено результати.

3. Тесленко В.В., Горбик П.П., Мазуренко Р.В., Бакунцева М.В. Состояние поверхности и диэлектрические потери в дисперсном диоксиде ванадия // Химия, физика и технология поверхности: Ин-т химии поверхности НАН Украины; гл. ред. Чуйко А.А. - К.: Вид. дім "КМ Академія".-1999.-Вып.3.-С. 62-65.

- здобувачем було виготовлено дослідні зразки, проведено розрахунки та узагальнено результати.

4. Бакунцева М.В., Барвінченко В.М., Горбик П.П., Дзюбенко Л.С., Мазуренко Р.В., Махно С.М. Дослідження дисперсних наповнювачів з напівпровідниковими властивостями в надвисокочастотному діапазоні // Наукові записки НПУ ім. М.П. Драгоманова. Фізико-математичні науки.-К.: НПУ ім. М.П. Драгоманова, 2001.-Вип.2.-С.54-59.

- здобувачем було виготовлено зразки, проведено дослідження дисперсних систем в надвисокочастотному діапазоні, проведено розрахунки, зроблено аналіз залежностей комплексної діелектричної проникності в поєднанні з результатами досліджень диференціального термічного аналізу, узагальнено експериментальні результати.

5. Горбик П.П., Левандовський В.В., Мазуренко Р.В., Махно С.М. Вплив діоксиду кремнію на діелектричні властивості системи поліхлортрифторетилен – дисперсний йодод срібла // Наукові записки НПУ ім. М.П. Драгоманова. Фізико-математичні науки.-К.: НПУ ім. М.П. Драгоманова, 2003.-Вип.4.-С.110-115.

- здобувачем було виготовлено зразки системи ПХТФЕ–AgI та ПХТФЕ–AgI–SiO₂, проведено дослідження електрофізичних властивостей композиційних матеріалів в надвисокочастотному діапазоні, одержано залежності електропровідності композитів від концентрації наповнювача, проведено розрахунки, узагальнено експериментальні результати.

6. Горбик П.П., Гуменюк А.Ф., Дегода В.Я., Захарченко И.В., Мазуренко Р.В., Чуйко А.А. Влияние атмосферного давления на фотолюминесцентные свойства дисперсного SiO₂ // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології.-2003.-Т. 1, № 2.-С.551-563.

- здобувачем було виготовлено зразки, проведено дослідження фотолюмінісценції дисперсного діоксиду кремнію, узагальнено експериментальні результати.

7. Мазуренко Р.В., Махно С.М. Дослідження властивостей дисперсних систем з електронно-іонною провідністю в НВЧ діапазоні // Фізико-хімія конденсованих структурно-неоднорідних систем. Матеріали ІІІ Всеукраїнської наукової конференції “Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики”, частина ІІ.-К.: НПУ.-1998.-С.203-206.

- здобувачем було виготовлено зразки для досліджень, одержано експериментальні залежності комплексної діелектричної проникності та електропровідності від температури, проведено розрахунки.

8. Горбик П.П., Левандовський В.В., Янчевський Л.К., Мазуренко Р.В., Махно С.М., Рокицький М.О. Особливості дилатометричної поведінки композитів типу йодид срібла – поліхлортрифторетилен // 2-га Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. –Том 2.-Чернівці: Рута.-2004.-С.366-367.

- здобувачем було виготовлено зразки системи ПХТФЕ–AgI, проведено дослідження температурного коефіцієнта лінійного розширення композиційних матеріалів від температури, проведено розрахунки, узагальнено експериментальні результати.

9. Мазуренко Р.В., Горбик П.П., Левандовський В.В., Янчевський Л.К., Махно С.М. Вплив пірогенного діоксиду кремнію на молекулярну рухливість полімера в системі поліхлортрифторетилен – дисперсний йодид срібла // ІХ Всеукр. наук. конф. “Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики”. - К.: НПУ.-2004.-С.70.

- здобувачем було виготовлено дослідні зразки, проведено дослідження теплоємності, температурного коефіцієнта лінійного розширення від концентрації компонентів, виконано порівняльний аналіз теплофізичних характеристик для систем ПХТФЕ–AgI і ПХТФЕ–AgI–SiO₂.

10. Горбик П.П., Левандовський В.В., Мазуренко Р.В., Махно С.М., Рокитцький М.О., Янчевський Л.К. Вплив дисперсних йодиду срібла та діоксиду кремнію на властивості наноструктурних композиційних матеріалів // Тези конф. “Наноструктурні системи. Електронна, атомна будова і властивості” (НАНСИС 2004). – К.: Академперіодика.-2004.-С.187.

- здобувачем було виготовлено зразки, проведено дослідження теплофізичних та електрофізичних властивостей систем ПХТФЕ–AgI і ПХТФЕ–AgI–SiO₂, виконано розрахунки та проведений порівняльний аналіз.

11. Мазуренко Р.В., Горбик П.П., Махно С.Н., Левандовский В.В. Властивості матричної дисперсної системи поліхлортрифторетилен - йодид срібла - діоксид кремнію // Международная школа-семинар для молод. ученых «Наноматериалы в химии и биологии». - Киев. - 2004. - С. 84.

- здобувачем було виготовлено зразки для досліджень, проведено дослідження композиційних матеріалів в надвисокочастотному діапазоні та на низьких частотах, проведено розрахунки, одержано залежності електропровідності композитів від концентрації наповнювача для систем ПХТФЕ–AgI і ПХТФЕ–AgI–SiO₂, узагальнено експериментальні результати.