Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.21883/PJTF.2021.23.51779.18984

Ключевые слова: composite material, Anisotropic permittivity, oblate and elongated particles, Depolarization coefficients, композитный материал, сфероидные частицы, анизотропия, эффективная диэлектрическая проницаемость

Аннотация: Получены концентрационные зависимости эффективной диэлектрической проницаемости анизотропного композита, содержащего в диэлектрической матрице сонаправленные частицы в форме сплюснутых или вытянутых эллипсоидов вращения --- сфероидов. Расчет проведен численным решением системы связанных квадратных и интегральных уравнений, полученных в строгой модификации квазистатической теории Бруггемана. Показано, что традиционная (упрощенная) модификация теории Бруггемана, широко используемая для расчета анизотропных композитов, дает погрешности разных знаков для продольной и поперечной поляризации электромагнитных волн относительно оси сфероидов. При этом зависимости погрешностей от концентрации частиц носят немонотонный характер, а наблюдаемые на них экстремумы могут превышать 100%, причем положение и величина экстремумов сильно зависят от эллиптичности частиц, а также от контраста их диэлектрической проницаемости с диэлектрической проницаемостью матрицы. The concentration dependences of the effective permittivity of an anisotropic composite containing co-directional particles in the form of oblate or elongated ellipsoids of rotation - spheroids - in the dielectric matrix are obtained. The calculation is made by the numerical solution of a system of coupled quadratic and integral equations obtained by a strict modification of the quasi-static Bruggeman theory. It is shown that the traditional (simplified) modification of the Bruggeman theory, widely used for calculating anisotropic composites, gives errors of different signs for the longitudinal and transverse polarization of electromagnetic waves relative to the axis of spheroids. In this case, the dependences of errors on the concentration of particles are non-monotonic, and the extremes observed on them can exceed 100%. Moreover, the position and magnitude of the extremes strongly depend on the ellipticity of the particles, as well as on the contrast of their permittivity with the matrix.

Журнал: Письма в Журнал технической физики

Выпуск журнала: Т. 47, № 23

Номера страниц: 22-26

ISSN журнала: 03200116

Место издания: Санкт-Петербург

Издатель: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

• Беляев Б.А. (Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева)
• Тюрнев В.В. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)
• Ходенков С.А. (Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)