Electrical properties of the polymer composite polystyrene/iron particles

¹ Departamento de Física, Universidade de Aveiro, 3800 Aveiro, Portugal
² OMM, CNRS, 2 rue Henri Dunant, 94320 Thiais, France

Abstract

The control of electrical conductivity of a polystyrene matrix (PS) can be made by the inclusion of conducting particles. We observe, in several systems, a percolation threshold, dependent on different parameters, as the temperature and the type of particles. In this work, we present the results of d.c. conductivity (σ_dc), of the PS system doped with iron particles, as a function of concentration, temperature and electrical field. The measurements are repeated several times, in an attempt to find ageing effects of the material due to temperature. The data show the non-linearity of the current with electric field. A physical model is presented to explain the results.

Résumé

Le contrôle de la conductivité électrique dans une matrice de polys tyrène (PS) peut être obtenu par l'introduction de particules conductrices. On observe, dans plusieurs systèmes, l'existence d'un seuil de percolation qui dépend de différents paramètres, tels que la température et la nature des particules conductrices. Dans cette étude nous présentons les résultats de mesures de conductivité en courant continu (σ_dc), sur le système PS dopé par des particules de fer, en fonction de la concentration, de la température et du champ électrique. Le processus de mesure est répété par cycles de température successifs, pour montrer l'existence éventuelle d'un phénomène de vieillissement du matériau. De plus, les résultats mettent en évidence la non-linéarité du courant en fonction du champ électrique appliqué. Un modèle physique est présenté pour expliquer l'ensemble des résultats obtenus.