Υβριδικά νανοδιηλεκτρικά πολυμερικής μήτρας/δισδιάστατης ενισχυτικής φάσης : ανάπτυξη, χαρακτηρισμός και πολυλειτουργική συμπεριφορά

• Κύριος συγγραφέας: Μπλατσή, Χρυσάνθη
• Άλλοι συγγραφείς: Blatsi, Chrysanthi
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Νανοδιηλεκτρικά; Σύνθετα υλικά; Αποθήκευση ενέργειας; 2D υλικά; Nanodielectrics; Composite materials

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι βασικές αρχές που αφορούν τα σύνθετα υλικά, τη θεωρία των διηλεκτρικών, την ηλεκτρική συμπεριφορά σύνθετων υλικών με εποξειδική ρητίνη και τις μεθόδους αποθήκευσης ενέργειας σε τέτοια συστήματα, με ενσωμάτωση κεραμικών νανοσωματιδίων. Στο πρώτο σκέλος της εργασίας δίνεται το βασικό θεωρητικό υπόβαθρο για την κατανόηση του αντικειμένου της μεταπτυχιακής εργασίας. Ο αναγνώστης έρχεται σε επαφή με την έννοια του σύνθετου υλικού και τη γενική μορφολογία του, ενώ στη συνέχεια, γίνεται μια συνοπτική αναφορά στις ιδιότητες των εγκλεισμάτων που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την εργασία. Ακολουθεί η ανάλυση βασικών ηλεκτρικών μεγεθών και εννοιών, καταλήγοντας στη θεμέλια λίθο της επιστήμης των διηλεκτρικών υλικών, τη θεωρία Debye. Επιπλέον, τονίζεται η σημαντικότητα των νανοδιηλεκτρικών υλικών για το σήμερα και το μέλλον, ενώ εξηγείται ο τρόπος αποθήκευσης ενέργειας σε αυτά και τα εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν ώστε να έχουμε μεγαλύτερη αποθήκευση ενέργειας σε μικρότερες διατάξεις. Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του υβριδικού συστήματος εποξειδικής ρητίνης με νανοεγκλείσματα νιτριδίου του βορίου και φύλλα γραφενίου. Στο δεύτερο σκέλος της εργασίας, παρασκευάστηκαν, συνολικά, εννιά νανοσύνθετα με διαφορετικές περιεκτικότητες σε νανοεγκλείσματα. Με τη χρήση της διηλεκτρικής φασματοσκοπίας ευρέoς φάσματος (BDS) μελετήθηκε η ύπαρξη κινητικότητας των μορίων, των μηχανισμών αγωγιμότητας και των διεπιφανειακών φαινομένων στα σύνθετα πολυμερικά συστήματα. Η διηλεκτρική απόκριση εξετάστηκε στο εύρος συχνοτήτων 10-1-106 Hz και σε θερμοκρασίες από 30οC έως 160oC, ενώ στα πειραματικά αποτελέσματα παρατηρούνται διηλεκτρικές χαλαρώσεις που οφείλονται τόσο στην πολυμερική μήτρα, όσο και στην ενισχυτική φάση. Όλα τα δοκίμια μελετήθηκαν και μηχανικά μέσω δυναμικής μηχανικής ανάλυσης, ενώ μέσω της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης, μελετήθηκε η μορφολογία των δοκιμίων.