10 / 14
Рис. 6. Расчетные частотные зависи-
мости тангенса угла диэлектрических
потерь
tg
δ
полимерного композита
(
1
), модифицированного углеродны-
ми нанотрубками с концентрациями
включений
ψ
f
∼
0
,
75
масс. %, и эпок-
сидной смолы ЭД-20 (
2
)
марки CT2H, при частотах внеш-
него электрического поля пример-
но
10
2
и
10
6
Гц. Частоты электриче-
ского поля
3
∙
10
4
и
10
8
Гц являются
собственными для указанных ком-
понентов композита. Установлено,
что в рассматриваемом диапазоне
частот слипание кластерных струк-
тур нанотрубок слабо влияет на ра-
диопоглощающие свойства компо-
зита при данных концентрациях.
Наличие максимумов зависи-
мости тангенса угла
tg
δ
ограни-
чивает применение диэлектрика в
определенном диапазоне значений
частот электрического поля. Одна-
ко при сравнении диэлектрических характеристик смолы ЭД-20 и по-
лимерного наноструктурированного композита в момент резонансной
поляризации при частоте электрического поля около
3
∙
10
4
Гц обнару-
жено значительное снижение диэлектрических потерь при вводе угле-
родных наноструктур в волокно матрицы (рис. 6). Таким образом, по-
лимерный композит, модифицированный углеродными нанотрубками,
обладает не только хорошими прочностными характеристиками, но и
радиопоглощающими свойствами.
Заключение.
Построена математическая модель для расчета эф-
фективных диэлектрических характеристик сложноструктурирован-
ных композитов с помощью МАО. Сформулирована серия локальных
задач на ЯП композита. Проведен расчет распределения электри-
ческого поля внутри полимерного композита, структурированного
углеродными нанотрубками марки CT2H с применением метода ко-
нечных элементов, CSIR-схемы и метода бисопряженных градиентов.
Рассчитаны компоненты эффективной комплексной диэлектрической
проницаемости наноструктурированного композита с различными
объемными долями включений при влиянии высокочастотного элек-
трического поля. Предложено теоретическое обоснование влияния
кластерных образований нанотрубок на немонотонный характер кон-
центрационной зависимости диэлектрической проницаемости ком-
позита в области концентраций 0,4. . . 1,2 масс. %. Проведен анализ
частотной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь нано-
структурированного композита при воздействии электрического поля
в диапазоне значений частот
10
−
6
. . .
1
,
2
ГГц. Получено достаточно хо-
рошее совпадение численных расчетов и экспериментальных данных
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2016. № 1
85