Dependency of the Critical Carbon Content of Electrical Conductivity for Carbon Powder-Filled Polymer Matrix Composites

Shin, Soon-Gi

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자료유형: 학술저널

저자정보: Shin, Soon-Gi (Department of Advanced Materials Engineering, College of Samcheok, Kangwon National University)

저널정보: 한국재료학회 한국재료학회지 한국재료학회지 제25권 제8호

발행연도: 2015.1

수록면: 365 - 369 (5page)

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This paper investigates the dependency of the critical content for electrical conductivity of carbon powder-filled polymer matrix composites with different matrixes as a function of the carbon powder content (volume fraction) to find the break point of the relationships between the carbon powder content and the electrical conductivity. The electrical conductivity jumps by as much as ten orders of magnitude at the break point. The critical carbon powder content corresponding to the break point in electrical conductivity varies according to the matrix species and tends to increase with an increase in the surface tension of the matrix. In order to explain the dependency of the critical carbon content on the matrix species, a simple equation (${V_c}^*=[1+ 3({{\gamma}_c}^{1/2}-{{\gamma}_m}^{1/2})^2/({\Delta}q_cR]^{-1}$) was derived under some assumptions, the most important of which was that when the interfacial excess energy introduced by particles of carbon powder into the matrix reaches a universal value (${\Delta}q_c$), the particles of carbon powder begin to coagulate so as to avoid any further increase in the energy and to form networks that facilitate electrical conduction. The equation well explains the dependency through surface tension, surface tensions between the particles of carbon powder.

#electrical conductivity #carbon powder #polymer matrix #composites #excess energy

참고문헌 (14)

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J. P. Reboul / 1982 / Carbon Black-Polymer Composites / Marcel Dekker :80~120

Y. Song / 1986 / Phys. Rev. B 33:904

I. Balberg / 1987 / Phys. Lett 59:1305

신순기 / 2010 / 카본블랙 충진 PMC의 Percolation Threshold와 도전율 임계지수에 관한 연구 / 대한금속·재료학회지 48(9):867~873

신순기 / 2010 / A Study on the Percolation Threshold of Polyethylene Matrix Composites Filled Carbon Powder / Electronic Materials Letters 6(2):65~70

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신순기

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