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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 33/2 - 2008  - pp.87-96  - doi:10.3166/acsm.33.87-96
TITRE
Modélisation de la réponse diélectrique de milieux hétérogènes constitués de particules conductrices dans une matrice époxyde

TITLE
Modelling of the dielectric response of heterogeneous media constituted by conductive particles in an insulating epoxy polymer

RÉSUMÉ

On se propose, dans ce travail, d'’étudier la réponse diélectrique de matériaux composites de type isolant-conducteur. Les échantillons, explorés dans le domaine de basses fréquences, sont formés d’un mélange de particules conductrices du noir de carbone (Raven 5000) dispersées aléatoirement dans une matrice isolante époxyde (DGBEF). Les phénomènes de relaxation mis en jeu par les matériaux sont confrontés aux prévisions théoriques (modèles de Cole-Cole et de Jonscher). Dans un deuxième volet, nous avons tenté de modéliser le comportement diélectrique des échantillons, en fonction de la concentration des particules conductrices, par le biais des lois mélanges les plus connues (Bruggeman, Shin, McLachlan). Les résultats obtenus nous ont permis, d’'une part, d'’interpréter les phénomènes de relaxation observés et d'’autre part, de faire le point sur les difficultés de la modélisation du comportement diélectrique de ces milieux hétérogènes.



ABSTRACT

We propose, in this work, to study the dielectric response of heterogeneous materials. The samples, investigated in the low frequency domain, were formed by a mixture of conductive particles of carbon black (Raven 5000) dispersed in an insulating epoxy matrix (DGBEF). In a first step, the relaxation phenomena exhibited by the materials were compared to theoretical predictions (Cole-Cole’s and Jonscher’s models). In the second step, the particle concentration dependence of the dielectric behaviour of the samples was compared to some well known mixture laws (Bruggeman, Shin and General Effective Medium Theory GEMT). We conclude that the relaxation phenomena are correctly accounted for by Cole-Cole’s semi-empirical model, whereas GEMT’s mixture law proposed by McLachlan is able to fit the experimental dielectric behaviour as a function of concentration and frequency.



AUTEUR(S)
A. MDARHRI, F. CARMONA, M.E. ACHOUR

Accepté le 5 juillet 2007.

CITATIONS
acsm.revuesonline.com/revues/36/citation/11574.html

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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