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Electrical conductivity of epoxy resin filled with graphite nanoplatelets and boron nitride

The electrical conductivity of polymer composites with mixture of fillers, i. e. graphite nanoplatelets and hexagonal boron nitride (BN), was investigated. The content of graphite nanoplatelets (prepared by ultrasonication of thermoexfoliated graphite) in composite materials varied from 2 to 10 wt%.... Full description

Journal Title: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik March 2013, Vol.44(2‐3), pp.254-258
Main Author: Matzui, L. Y.
Other Authors: Vovchenko, L. L. , Perets, Y. S. , Lazarenko, O. A.
Format: Electronic Article Electronic Article
Language: eng ; ger
Subjects:
ID: ISSN: 0933-5137 ; E-ISSN: 1521-4052 ; DOI: 10.1002/mawe.201300117
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recordid: wj10.1002/mawe.201300117
title: Electrical conductivity of epoxy resin filled with graphite nanoplatelets and boron nitride
format: Article
creator:
  • Matzui, L. Y.
  • Vovchenko, L. L.
  • Perets, Y. S.
  • Lazarenko, O. A.
subjects:
  • Composite
  • Conductive Filler
  • Percolation Threshold
  • Electrical Conductivity
  • Kompositmaterialien
  • Leitfähiger Füllstoff
  • Perkolationsschwelle
  • Elektrische Leitfähigkeit
ispartof: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, March 2013, Vol.44(2‐3), pp.254-258
description: The electrical conductivity of polymer composites with mixture of fillers, i. e. graphite nanoplatelets and hexagonal boron nitride (BN), was investigated. The content of graphite nanoplatelets (prepared by ultrasonication of thermoexfoliated graphite) in composite materials varied from 2 to 10 wt%. The DC conductivity was measured by the two‐ or four‐probe methods in the temperature range of 77–293 K. A model of the electrical conductivity of composite materials was proposed. It takes into account the conductivity of the graphite particles, the contact resistance between particles, and the number of electrically conducting chains from graphite particles. In the framework of this model the number of graphite chains and the contact resistance of investigated composite materials were calculated. It was shown that the addition of boron nitride increases the number of electrically conducting chains from the graphite particles, decreases the value of contact resistance between graphite particles that leads to smaller changes of contact resistance with increasing temperature, and weakens the temperature dependence of electrical conductivity of composite materials. Die elektrische Leitfähigkeit von Polymerkompositen mit einer Füllermischung aus Graphit‐Nanoplättchen und hexagonalem Bornitrid (BN) wurde untersucht. Der Gehalt an Graphit‐Nanoplättchen, hergestellt mittels Ultraschalldispersion von thermoexfoliertem Graphit, betrug zwischen 2 und 10 Gew.‐%. Die Gleichstromleitfähigkeit wurde mithilfe der Zwei‐ oder Vier‐Punkt‐Methode im Temperaturbereich von 77–293 K gemessen. Ein Modell der elektrischen Leitfähigkeit der Komposite, welches die Leitfähigkeit der Graphitpartikel, deren Kontaktwiderstand, sowie die Anzahl der elektrisch leitfähigen Ketten aus Graphitpartikel berücksichtigt, wurde vorgeschlagen. Im Rahmen dieses Models wurde die Zahl der Graphitketten und der Kontaktwiderstand der untersuchten Komposite berechnet. Es wurde gezeigt, dass die Zugabe von Bornitrid die Zahl der elektrisch leitfähigen Ketten aus Graphitpartikel erhöht und den Betrag des Kontaktwiderstands zwischen den Graphitpartikeln erniedrigt, was zu geringeren Änderungen des Kontaktwiderstandes mit steigender Temperatur führt. Außerdem schwächt die Zugabe von Bornitrid die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit der Komposite.
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1Elektrische Leitfähigkeit von Epoxid‐Kompositen mit Graphit‐Nanoplättchen und Bornitrid
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descriptionThe electrical conductivity of polymer composites with mixture of fillers, i. e. graphite nanoplatelets and hexagonal boron nitride (BN), was investigated. The content of graphite nanoplatelets (prepared by ultrasonication of thermoexfoliated graphite) in composite materials varied from 2 to 10 wt%. The DC conductivity was measured by the two‐ or four‐probe methods in the temperature range of 77–293 K. A model of the electrical conductivity of composite materials was proposed. It takes into account the conductivity of the graphite particles, the contact resistance between particles, and the number of electrically conducting chains from graphite particles. In the framework of this model the number of graphite chains and the contact resistance of investigated composite materials were calculated. It was shown that the addition of boron nitride increases the number of electrically conducting chains from the graphite particles, decreases the value of contact resistance between graphite particles that leads to smaller changes of contact resistance with increasing temperature, and weakens the temperature dependence of electrical conductivity of composite materials. Die elektrische Leitfähigkeit von Polymerkompositen mit einer Füllermischung aus Graphit‐Nanoplättchen und hexagonalem Bornitrid (BN) wurde untersucht. Der Gehalt an Graphit‐Nanoplättchen, hergestellt mittels Ultraschalldispersion von thermoexfoliertem Graphit, betrug zwischen 2 und 10 Gew.‐%. Die Gleichstromleitfähigkeit wurde mithilfe der Zwei‐ oder Vier‐Punkt‐Methode im Temperaturbereich von 77–293 K gemessen. Ein Modell der elektrischen Leitfähigkeit der Komposite, welches die Leitfähigkeit der Graphitpartikel, deren Kontaktwiderstand, sowie die Anzahl der elektrisch leitfähigen Ketten aus Graphitpartikel berücksichtigt, wurde vorgeschlagen. Im Rahmen dieses Models wurde die Zahl der Graphitketten und der Kontaktwiderstand der untersuchten Komposite berechnet. Es wurde gezeigt, dass die Zugabe von Bornitrid die Zahl der elektrisch leitfähigen Ketten aus Graphitpartikel erhöht und den Betrag des Kontaktwiderstands zwischen den Graphitpartikeln erniedrigt, was zu geringeren Änderungen des Kontaktwiderstandes mit steigender Temperatur führt. Außerdem schwächt die Zugabe von Bornitrid die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit der Komposite.
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1Elektrische Leitfähigkeit von Epoxid‐Kompositen mit Graphit‐Nanoplättchen und Bornitrid
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