Παραγωγή Και Χαρακτηρισμός Σύνθετων Μονωτικών Υλικών Εποξειδικής Ρητίνης - Νανοδομών Οξειδίου Του Ψευδαργύρου

Abstract

Τα σύνθετα υλικά βρίσκονται τελευταία στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος, γιατί υπάρχει μεγάλη ανάγκη για καινούρια υλικά με άριστες ιδιότητες. Ιδιαίτερα τα υλικά που έχουν μία τουλάχιστον διάσταση στην νανοκλίμακα εμφανίζουν διαφορετικές ιδιότητες από τα αντίστοιχα υλικά σε μεγαλύτερη κλίμακα. Το οξείδιο του ψευδαργύρου αποτελεί παράδειγμα ενός τέτοιου υλικού. Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ένας σύνθετος ημιαγωγός με άμεσο ενεργειακό διάκενο (3,37 eV) και μεγάλη ενέργεια σύνδεσης εξιτονίων (60 meV).Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παραγωγή και ο χαρακτηρισμός σύνθετων μονωτικών υλικών εποξειδικής ρητίνης με πληρωτικό μέσο νανοδομές (νανολουλούδια) οξειδίου του ψευδαργύρου. Για το λόγο αυτό, κατασκευάστηκαν δοκίμια ρητίνης με διαφορετικές περιεκτικότητες σε οξείδιο του ψευδαργύρου για να συγκριθούν με δοκίμια σκέτης ρητίνης. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε διηλεκτρικός και οπτοηλεκτρονικός χαρακτηρισμός των δοκιμίων. Επιπλέον, ερευνήθηκε τεχνητά σε τρεις κύκλους η επίδραση της περιβαλλοντικής γήρανσης στις ιδιότητες των υλικών.Ο διηλεκτρικός χαρακτηρισμός αφορά τις υψηλές (τηλεπικοινωνιακές) συχνότητες (1 MHz - 1 GHz). Σε σχέση με τα δοκίμια σκέτης ρητίνης η διηλεκτρική σταθερά των δοκιμίων με 0,5% οξείδιο του ψευδαργύρου μειώνεται, ενώ η διηλεκτρική σταθερά των δοκιμίων με 2% οξείδιο του ψευδαργύρου αυξάνεται. Η εφαπτομένη απωλειών αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε οξείδιο του ψευδαργύρου. Μετά τη γήρανση οι τιμές των δύο αυτών μεγεθών λαμβάνουν ικανοποιητικές τιμές.Ο οπτοηλεκτρονικός χαρακτηρισμός προσδιορίζει το ενεργειακό διάκενο των δοκιμίων, μέσω μετρήσεων διαπερατότητας και ανάκλασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Το ενεργειακό διάκενο είναι περίπου στα 3,3 eV. Ακόμα, το οξείδιο του ψευδαργύρου μειώνει τη διαπερατότητα και αυξάνει την ανάκλαση, θωρακίζοντας τα υλικά από την υπεριώδη ακτινοβολία.