zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-101Research ArticleСтатьиСПЕКТРАЛЬНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ПОГЛОЩЕНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТОМ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНОГО ПОЛИМЕРА С МНОГОСТЕННЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИSPECTRAL DEPENDENCE OF ABSORPTION AND REFLECTION OF MICROWAVE RADIATION BY COMPOSITE EPOXY POLYMER WITH MULTI-WALLED CARBON NANOTUBESКомаровФ. Ф.KomarovF. F.noemail@neicon.ruМильчанинО. В.MilchaninO. V.noemail@neicon.ruПарфимовичИ. Д.ParfimovichI. D.irongrivus71@gmail.comГринченкоМ. В.GrinchenkoM. V.noemail@neicon.ruПархоменкоИ. Н.ParhomenkoI. N.noemail@neicon.ruТкачевА. Г.TkachevA. G.noemail@neicon.ruБыченокД. С.BychanokD. S.noemail@neicon.ruИнститут прикладных физических проблем им. А. Н. СевченкоA. N. Sevchenko Institute of Applied Physical Problems of Belarusian State UniversityБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityТамбовский государственный технический университетTambov State Technical UniversityИнститут ядерных проблем Белорусского государственного университета; Рязанский государственный радиотехнический университетInstitute for Nuclear Problems of Belarusian State University; Ryazan State Radioengineering University201710032020844570577Copyright © Комаров Ф.Ф., Мильчанин О.В., Парфимович И.Д., Гринченко М.В., Пархоменко И.Н., Ткачев А.Г., Быченок Д.С., 20202020Комаров Ф.Ф., Мильчанин О.В., Парфимович И.Д., Гринченко М.В., Пархоменко И.Н., Ткачев А.Г., Быченок Д.С.Komarov F.F., Milchanin O.V., Parfimovich I.D., Grinchenko M.V., Parhomenko I.N., Tkachev A.G., Bychanok D.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/101

Разработана методика диспергирования многостенных углеродных нанотрубок в двухкомпонентном полимере SpeciFix-20 (эпоксидная смола+отвердитель) с использованием совместного гидромеханического и ультразвукового перемешивания. Изготовлены новые композитные материалы с углеродными нанотрубками. Проведены исследования структуры, оптических и электрофизических характеристик, а также процессов прохождения электромагнитного излучения СВЧ диапазона (26-38 ГГц) в экспериментальных образцах композитных материалов. Показано, что сильные поглощающие свойства композитного материала проявляются только при существенных добавках многостенных углеродных нанотрубок, что вызвано появлением электрической проводимости композитов. Установлен “размерный эффект” влияния типа добавки на оптические характеристики получаемых композитных материалов. Для достижения сравнимых показателей коэффициентов поглощения СВЧ излучения требуется меньшее количество углеродных нанотрубок с меньшим диаметром и большей удельной площадью поверхности в составе композита.

A method to disperse multi-walled carbon nanotubes in a two-component SpeciFix-20 polymer (epoxy resin + hardener) using joint hydromechanical and ultrasonic mixing was developed. New composite materials with carbon nanotubes in the epoxy polymer were produced. The structure, optical and electrical characteristics of these composites were studied. Propagation of electromagnetic radiation in the experimental samples of composite materials was investigated in the microwave range (26-38 GHz). It was shown that strong absorbtion of the composite material appeared only with significant additions of multiwalled carbon nanotubes and was caused by the appearance of electrical conductivity of the composites. A “size effect” was established for the influence of the addition type on the optical characteristics of the resulting composite materials. Being dependent on the carbon nanotubes specific surface, electromagnetic radiation absorption increases with the nanotube percentage and the decreasing of nanotube diameter.

многостенные углеродные нанотрубкиэпоксидный полимеркомпозитный материалэлектромагнитное поглощениекомбинационное рассеяние светаmulti-walled carbon nanotubesepoxy polymercomposite materialelectromagnetic radiation absorptionRaman scatteringReferencesS. Ijima. Nature, 354 (1991) 56-58S. Ijima. Nature, 354 (1991) 56-58П. Н. Дьячков. Углеродные нанотрубки. Строение, свойства, применение, Москва, Бином (2006)П. Н. Дьячков. Углеродные нанотрубки. Строение, свойства, применение, Москва, Бином (2006)А. Г. Ткачев, И. В. Золотухин. Аппаратура и методы синтеза углеродных наноструктур, Москва, Машиностроение-1 (2007)А. Г. Ткачев, И. В. Золотухин. Аппаратура и методы синтеза углеродных наноструктур, Москва, Машиностроение-1 (2007)B. Hornbostel, U. Leute, P. Pötschke, J. Kotz, D. Kornfeld, P.-W. Chiu, S. Roth. Physica E, 40, N 7 (2008) 2425-2429B. Hornbostel, U. Leute, P. Pötschke, J. Kotz, D. Kornfeld, P.-W. Chiu, S. Roth. Physica E, 40, N 7 (2008) 2425-2429R. Lv, F. Kang, J. Gu, X. Gui, J. Wei, K. Wang, D. Wu. Appl. Phys. Lett., 93, N 22 (2008) 223105 (1-3)R. Lv, F. Kang, J. Gu, X. Gui, J. Wei, K. Wang, D. Wu. Appl. Phys. Lett., 93, N 22 (2008) 223105 (1-3)S. H. Park, P. Thielemann, P. Asbeck, P. R. Bandaru. Appl. Phys. Lett., 94, N 24 (2009) 243111 (1-3)S. H. Park, P. Thielemann, P. Asbeck, P. R. Bandaru. Appl. Phys. Lett., 94, N 24 (2009) 243111 (1-3)Ф. Ф. Комаров, А. Г. Ткачев, Э. Муноз, О. В. Мильчанин, Р. М. Кривошеев, И. Н. Пархоменко, П. Жуковский. Материалы 1-й междунар. науч.-практ. конф. “Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение”, 11-13 ноября 2015 г., Тамбов, ТГТУ (2015) 50-52Ф. Ф. Комаров, А. Г. Ткачев, Э. Муноз, О. В. Мильчанин, Р. М. Кривошеев, И. Н. Пархоменко, П. Жуковский. Материалы 1-й междунар. науч.-практ. конф. “Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение”, 11-13 ноября 2015 г., Тамбов, ТГТУ (2015) 50-52Ф. Ф. Комаров, А. Г. Ткачев, Р. М. Кривошеев, О. В. Мильчанин. Материалы 1-й междунар. науч.-практ. конф. “Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение”, 11-13 ноября 2015 г., Тамбов, ТГТУ (2015) 200-202Ф. Ф. Комаров, А. Г. Ткачев, Р. М. Кривошеев, О. В. Мильчанин. Материалы 1-й междунар. науч.-практ. конф. “Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение”, 11-13 ноября 2015 г., Тамбов, ТГТУ (2015) 200-202H. Zhang, G. Zeng, Y. Ge, T. Chen, L. Hu. J. Appl. Phys., 105, N 5 (2009) 054314 (1-4)H. Zhang, G. Zeng, Y. Ge, T. Chen, L. Hu. J. Appl. Phys., 105, N 5 (2009) 054314 (1-4)Ф. Ф. Комаров, Р. М. Кривошеев, М. А. Ксенофонтов, Т. Н. Колтунович, Х. А. Абдулин, Л. Е. Островская, А. К. Тогомбаева. ИФЖ, 88, № 2 (2015) 344-349Ф. Ф. Комаров, Р. М. Кривошеев, М. А. Ксенофонтов, Т. Н. Колтунович, Х. А. Абдулин, Л. Е. Островская, А. К. Тогомбаева. ИФЖ, 88, № 2 (2015) 344-349Ф. Ф. Комаров, М. А. Ксенофонтов, А. Г. Ткачев, Р. М. Кривошеев, Л. Е. Островская, В. Н. Родионова, А. К. Тогомбаева. Докл. НАН Беларуси, 58, № 4 (2014) 42-46Ф. Ф. Комаров, М. А. Ксенофонтов, А. Г. Ткачев, Р. М. Кривошеев, Л. Е. Островская, В. Н. Родионова, А. К. Тогомбаева. Докл. НАН Беларуси, 58, № 4 (2014) 42-46В. Е. Мурадян, Е. А. Соколов, С. Д. Бабенко, А. Г. Моравский. ЖТФ, 80 (2010) 83-87В. Е. Мурадян, Е. А. Соколов, С. Д. Бабенко, А. Г. Моравский. ЖТФ, 80 (2010) 83-87F. F. Komarov, P. Zukowski, R. M. Kryvasheyeu, E. Munoz, T. N. Koltunowicz, V. N. Rodionova, A. K. Togambaeva. Phys. Status Solidi A, 212, N 2 (2014) 425-432; doi: 10.1002/pssa.201431493F. F. Komarov, P. Zukowski, R. M. Kryvasheyeu, E. Munoz, T. N. Koltunowicz, V. N. Rodionova, A. K. Togambaeva. Phys. Status Solidi A, 212, N 2 (2014) 425-432; doi: 10.1002/pssa.201431493О. С. Островский, Е. Н. Одаренко, А. А. Шматько. Физ. инженерия поверхности, 1, № 2 (2003) 161-173О. С. Островский, Е. Н. Одаренко, А. А. Шматько. Физ. инженерия поверхности, 1, № 2 (2003) 161-173D. Bychanok, P. Kuzhir, S. Maksimenko, S. Bellucci, C. Brosseau. J. Appl. Phys., 113, N 12 (2013) 124103(1-6)D. Bychanok, P. Kuzhir, S. Maksimenko, S. Bellucci, C. Brosseau. J. Appl. Phys., 113, N 12 (2013) 124103(1-6)Ф. Ф. Комаров, О. В. Мильчанин, Е. Муноз, В. Н. Родионова, В. Б. Карпович, Р. М. Кривошеев. ЖТФ, 81, № 11 (2011) 140-145Ф. Ф. Комаров, О. В. Мильчанин, Е. Муноз, В. Н. Родионова, В. Б. Карпович, Р. М. Кривошеев. ЖТФ, 81, № 11 (2011) 140-145K. L. Vinoy, R. M. Jha. Radar Absorbing Materials from Theory to Design and Characterization, Boston, Kluwar Acad (1996)K. L. Vinoy, R. M. Jha. Radar Absorbing Materials from Theory to Design and Characterization, Boston, Kluwar Acad (1996)J. A. Roberts, T. Imholt, Z. Ye, C. A. Dyke, D. W. Price Jr., J. M. Tour. J. Appl. Phys., 95, N 8 (2004) 4352-4356J. A. Roberts, T. Imholt, Z. Ye, C. A. Dyke, D. W. Price Jr., J. M. Tour. J. Appl. Phys., 95, N 8 (2004) 4352-4356D. Bychanok, G. Gorokhov, D. Meisak, P. Kuzhir, S. A. Maksimenko, Y. Wang, Z. Han, X. Gao, H. Yue. Progr. Electromagn. Res. M, 53 (2017) 9-16D. Bychanok, G. Gorokhov, D. Meisak, P. Kuzhir, S. A. Maksimenko, Y. Wang, Z. Han, X. Gao, H. Yue. Progr. Electromagn. Res. M, 53 (2017) 9-16D. Bychanok, G. Gorokhov, D. Meisak, A. Plyushch, P. Kuzhir, A. Sokal, L. Lapko, A. Sanchez-Sanchez, V. Fierro, A. Celzard, C. Gallagher, A. P. Hibbins, F. Y. Ogrin, C. Brosseau. Progr. Electromagn. Res. C, 66 (2016) 77-85D. Bychanok, G. Gorokhov, D. Meisak, A. Plyushch, P. Kuzhir, A. Sokal, L. Lapko, A. Sanchez-Sanchez, V. Fierro, A. Celzard, C. Gallagher, A. P. Hibbins, F. Y. Ogrin, C. Brosseau. Progr. Electromagn. Res. C, 66 (2016) 77-85T. Miyake, T. Yamakawa, N. Ohno. J. Mater. Sci., 33, N 21 (1998) 5177-5183T. Miyake, T. Yamakawa, N. Ohno. J. Mater. Sci., 33, N 21 (1998) 5177-5183T. M. Brooks Brinton II. Condition Assessment of Kevlar Composite Materials Using Raman Spectroscopy, dis. candidate for the degree of Master of Science, Columbia, Missouri (2007) 78T. M. Brooks Brinton II. Condition Assessment of Kevlar Composite Materials Using Raman Spectroscopy, dis. candidate for the degree of Master of Science, Columbia, Missouri (2007) 78R. J. Nemanich, S. A. Solin. Phys. Rev. B, 20, N 2 (1979) 392-401R. J. Nemanich, S. A. Solin. Phys. Rev. B, 20, N 2 (1979) 392-401В. И. Иванов-Омский, Е. А. Сморгонская. ФТП, 39, № 8 (2005) 970-975В. И. Иванов-Омский, Е. А. Сморгонская. ФТП, 39, № 8 (2005) 970-975H. Vašková, V. Křesálek. Int. J. Mathem. Model. Method. Appl. Sci., 5, N 7 (2011) 1197-1204H. Vašková, V. Křesálek. Int. J. Mathem. Model. Method. Appl. Sci., 5, N 7 (2011) 1197-1204E. Vajaiac, S. Palade, A. Pantazi, A. Stefan, G. Pelin, D. Baran, C. Ban, M. Purica, V. Meltzer, E. Pincu, C. Berbecaru, D. Dragoman. Digest J. Nanomater. Biostruct., 10, N 2 (2015) 359-369E. Vajaiac, S. Palade, A. Pantazi, A. Stefan, G. Pelin, D. Baran, C. Ban, M. Purica, V. Meltzer, E. Pincu, C. Berbecaru, D. Dragoman. Digest J. Nanomater. Biostruct., 10, N 2 (2015) 359-369E. Ivanov, R. Kotsilkova, E. Krusteya. J. Nanopart. Res., 13, N 8 (2011) 3393-3403E. Ivanov, R. Kotsilkova, E. Krusteya. J. Nanopart. Res., 13, N 8 (2011) 3393-3403W. Ma, L. Liu, Zh. Zhang, R. Yang, G. Liu, T. Zhang, X. An, X. Yi, Y. Ren, Zh. Niu, J. Li, H. Dong, W. Zhou, P. M. Ajayan, S. Xie. NanoLett., 9, N 8 (2009) 2855-2861W. Ma, L. Liu, Zh. Zhang, R. Yang, G. Liu, T. Zhang, X. An, X. Yi, Y. Ren, Zh. Niu, J. Li, H. Dong, W. Zhou, P. M. Ajayan, S. Xie. NanoLett., 9, N 8 (2009) 2855-2861S. Osswald, E. Flahaut, H. Ye, Y. Gogotsi. Chem. Phys. Lett., 402, N 4-6 (2005) 422-427S. Osswald, E. Flahaut, H. Ye, Y. Gogotsi. Chem. Phys. Lett., 402, N 4-6 (2005) 422-427Т. Н. Колтунович. Журн. прикл. спектр., 82, № 4 (2015) 616-621 [T. N. Koltynowicz. J. Appl. Spectr., 82, N 4 (2015) 623-628]Т. Н. Колтунович. Журн. прикл. спектр., 82, № 4 (2015) 616-621 [T. N. Koltynowicz. J. Appl. Spectr., 82, N 4 (2015) 623-628]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.