Научный руководитель: Тополов Виталий Юрьевич, доктор физико-математических наук

Относительная простота микрогеометрии [1] и полученные нами результаты для композитов "сегнетопьезокерамика (СПК) - полимер" с элементами связности 1-1 позволяют рассмотреть вопросы повышения пьезочувствительности данных материалов. Для этого на основе предложенной модели [2] дополнительно исследовано влияние пористости полимера на эффективные электромеханические свойства композита. Фрагменты пористого полимера схематически представлены на рис.1. (рис.1,а) или (рис.1,б,в) - объемная концентрация воздушных пор в форме сферы или прямоугольного параллелепипеда внутри полимерной матрицы соответственно, n - отношение высоты параллелепипеда к длине ребра кубической ячейки Банно [3], r - отношение площади основания параллелепипеда к площади грани кубической ячейки Банно. Во всех трех случаях == 0,1. Соответствующий композит "СПК - пористый полимер" характеризуется связностью 1-0-1 по классификации Ньюнэма [1]. Физические константы пористого полимера определяются по формулам [4] в зависимости от или (n ; r). В качестве пьезоактивного компонента 1-0-1-композита выбирались перовскитовая СПК (например, ПКР-7М из группы "пьезокерамика ростовская", модифицированный и др.), непьезоактивного компонента - полимер аральдит.

Формирование пор внутри полимера вызывает значительные изменения эффективных электромеханических констант 1-0-1-композита по сравнению со связностью 1-1. В случае t = 1 - n << 1, т.е. для параметров концентрации n = 0,99 и t= 0,01, когда в композите доминирует полимерный компонент, установлено резкое возрастание пьезочувствительности структуры 1-0-1 с порами в виде параллелепипедов (рис.1,б,в) по сравнению со сферическими порами (рис.1,а) 1-0-1- и "чистого" 1-1-композитов. Так, отношения эффективных значений (верхний индекс * соответствует эффективной величине 1-0-1-композита, а FC - СПК) пьезокоэффициентов , квадратов гидростатических параметров приема , квадратов параметров приема и параметров удельной чувствительности меняются в интервале 10 : 4,2^.10⁴ при комнатной температуре. Переход от пор на рис.1,б к порам на рис.1,в существенно не влияет на концентрационные зависимости эффективного пьезомодуля , пьезокоэффициентов и , коэффициента электромеханической связи , параметров приема 1-0-1-композита. Кроме того, при сохранении всех практических преимуществ 1-1-композитов [2] в случае связности 1-0-1 возможно достижение значения квадрата гидростатического параметра приема ~ 5^.10^-10 Pa^-1, что более чем в три раза превосходит известных композитов с более сложной микрогеометрией [5].