High-K полимерные композиты на основе гибридных наноструктур (титанаты калия со структурой голландита, декорированные оксиграфеном) для изделий/компонентов электроники нового поколения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-73-10133

НазваниеHigh-K полимерные композиты на основе гибридных наноструктур (титанаты калия со структурой голландита, декорированные оксиграфеном) для изделий/компонентов электроники нового поколения

Руководитель Горшков Николай Вячеславович, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." , Саратовская обл

Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-602 - Химия новых органических и гибридных функциональных материалов

Ключевые слова композиты, гетерофазная нанокерамика, наноуглерод, пленки и толстопленочные покрытия, диэлектрическая проницаемость, перколяция, тангенс угла диэлектрических потерь, проводимость, импеданс

Код ГРНТИ31.15.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Трехкомпонентные композиты, обладающие необходимой совокупностью диэлектрических и механических свойств, благодаря высокому комплексу функциональных свойств, эффективности и легкости переработки являются перспективными многофункциональными материалами для устройств накопления энергии, пьезоэлектрических генераторов, электромеханических преобразователей, радиоэлектронных компонентов, изделий микро- и наноэлектроники и др. В частности, трехфазные композиты применимы для создания элементов микросхем с регулируемыми значениями активных потерь в цепи переменного тока (ESR) и индуктивных (ESL) для проектирования оптимизированных цепей, где функции фильтрации обеспечиваются группой элементов в которых каждый элемент решает свою узкую задачу. Частотные свойства диэлектриков имеют свои ограничения, связанные со структурой материалов. Возможности улучшения характеристик существующих керамических пьезо- и ферроэлектриков с высокими показателями диэлектрической проницаемости практически исчерпаны. В научной литературе имеются публикации, показывающие большие перспективы композитов, сочетающих керамические и углеродные наполнители. Предварительные исследования заявителей проекта также показали возможности повышения диэлектрической проницаемости не мене чем на два порядка в результате синергетического эффекта разных типов наполнителей. Однако данная тематика в настоявшее время недостаточно разработана. В связи с этим проект направлен на получение полимерных композитов с равномерно диспергированными керамическими и проводящими (углеродными) наполнителями, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью и малыми диэлектрическими потерями в широком частотном диапазоне. В качестве керамического наполнителя будет использован новый функциональный материал - титанат калия модифицированный переходными металлами со структурой голландита или стекломатричного керамического композита, содержащего голландито- и перовскитоподобые гекса- и октатитанаты. В качестве проводящего исследованы ряд наноструктруных форм углерода: МУНТ, графены и др. В рамках проекта будет исследовано влияние полимерной матрицы, химического и фазового состава керамики, а также типа углеродного материала, их концентрации и температуры окружающей среды на диэлектрические свойства в частотном диапазоне от 11ГГц до 300 Гц. Будет установлен порог перколяции и электрическая прочность трехкомпонентных композитов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Горшков Н.В., Гоффман В.Г., Викулова М.А.,Бурмистров И.Н., Слепцов В.В., Гороховский А.В. Polytetrafluorethylene-based high-k composites with low dielectric loss filled with priderite (K1.46Ti7.2Fe0.8O16) Journal of Applied Polymer Science, J. Appl. Polym. Sci. 2019, 137, 48762. (год публикации - 2019)
10.1002/app.48762

2. Горшков Н.В., Викулова М.А.,Горбунов М.,Михайлова Д.,Бурмистров И.Н.,Киселев Н.В., Артюхов Д.И., Гороховский А.В. Synthesis of the hollandite-like copper doped potassium titanate high-k ceramics Ceramics International, 47 (4), 5721-5729 (год публикации - 2021)
10.1016/j.ceramint.2020.10.158

3. Горшков Н.В., Яковлева Е.В., Краснов В.В., Киселев Н.В., Артюхов Д.И., Артюхов И.И., Яковлев А.В. Electrode for a Supercapacitor Based on Electrochemically Synthesized Multilayer Graphene Oxide Russian Journal of Applied Chemistry, Vol. 94, No. 3, pp. 370–378 (год публикации - 2021)
10.1134/S1070427221030149

4. Артюхов Д.И., Цыганов А.Р., Викулова М.А., Байняшев А.М., Горшков Н.В. HIGH-K КОМПОЗИТЫ ПММА, НАПОЛНЕННЫЕ ТИТАНАТОМ КАЛИЯ СО СТРУКТУРОЙ ГОЛЛАНДИТА, МОДИФИЦИРОВАННЫМ КОБАЛЬТОМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ И ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА. СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ КОНФЕРЕНЦИИ VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ ДЛЯ МОЛОДЕЖИ. ИМЕТ РАН, 2020., С. 55-57. (год публикации - 2020)

5. Горшков Н.В., Михайлова Д.А., Викулова М.А., Горбунов М.В., Гороховский А.В. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОЛЛАНДИТА СОСТАВА K1.5FE1.5TI6.5O16 С УГЛЕРОДНЫМ ПОКРЫТИЕМ ШЕСТОЙ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ "НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ". Москва. 23-27 ноября 2020 Г./ Сборник материалов. ТОМ 2 – М: ЦЕНТР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ (АНО ЦНТР), 2020 г, с. 71-77 (год публикации - 2020)

6. Горшков Н.В., Михайлова М.А., Викулова М.А., Горбунов М.В., Гороховский А.В. ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF HOLLANDITE OF K1.5Fe1.5Ti6.5O16 WITH CARBON COATING Russian Journal of Inorganic Chemistry, №8 (год публикации - 2021)

7. Викулова М.А., Цыганов А.Р., Байняшев А.М., Артюхов Д.И., Гороховский А.В., Муратов Д.С., Горшков Н.В. Dielectric properties of PMMA/KCTO(H) composites for electronics components Journal of Applied Polymer Science (год публикации - 2021)
10.1002/app.20203503

8. Железнов Д.И., Цыганов А.Р., Викулова М.А., Горшков Н.В. Электрод суперконденсатора на основе восстановленного оксида графена Химические технологии функциональных материалов : материалы VII Международной Российско-Казахстанской научно-практической конференции, Новосибирск, 28–30 апреля 2021 года. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2021, С. 156-158 (год публикации - 2021)

9. Викулова М.А., Никитюк Т.В., Артюхов Д.И., Цыганов А.Р., Бурмистров И.Н., Байняшев А.М., Горшков Н.В. High-k Three-Phase Epoxy/K1.6(Ni0.8Ti7.2)O16/CNT Composites with Synergetic Effect Polymers, 14 (3), 448 (год публикации - 2022)
10.3390/polym14030448

10. Мостовой А.С., Яковлев А.В., Целуйкин В.Н., Стрилец А.А. Epoxy Nanocomposites Modified with Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes Russian Journal of Applied Chemistry, Vol. 95, No. 1, pp. 76–83 (год публикации - 2022)
10.1134/S1070427222010104

11. Цыганов А.Р., Гороховский А.В., Викулова М.А,, Артюхов Д.И., Захариевич Д.А., Саунина С.И., Горшков Н.В. Synthesis and dielectric properties of K1.6Fe1.6Ti6.4O16 ceramics produced by the Pechini method Journal of Advanced Materials and Technologies, Vol. 7, No. 1, pp. 68-77 (год публикации - 2022)
10.17277/jamt.2022.01.pp.068-077

Публикации