Додаток для обробки та аналізу даних вимірювань концентраційної залежності діелектричної проникності двокомпонентних композитів
DOI:
https://doi.org/10.34185/1562-9945-1-156-2025-10Ключові слова:
автоматизація діелектричних досліджень, обробка даних, гетерогенні діелектрики, додаток, Mathcad програма, дизайн інтерфейсу.Анотація
У статті розглядається розробка та впровадження обчислювального застосун-ку, призначеного для обробки та аналізу даних, отриманих з діелектричних дослі-джень. Ці дослідження зосереджені на загальному аналізі типу структури двокомпо-нентних композитних матеріалів та гетерогенних діелектриків. Запропонований алго-ритм використовує експериментальні концентраційні залежності статичної діелект-ричної проникності для класифікації структури композитів як матричних систем або статистичних сумішей на основі встановлених теоретичних моделей. Використовуються модель Бругемана-Ханаї для матричних систем та модель Ботчера-Хсу для статистичних сумішей для оцінки діелектричної поведінки гетеро-генних систем, що містять провідникові включення. Шляхом апроксимації експериме-нтальних даних за допомогою цих моделей інструмент визначає ключові параметри, такі як фактори деполяризації або порогові значення перколяції, які є критичними для розуміння властивостей таких матеріалів. Розроблено з використанням Mathcad для алгоритмічної реалізації та Visual Studio – для проєктування інтерфейсу, програмне забезпечення обробляє експеримен-тальні дані з вхідних файлів (формати Excel або текстові файли) та генерує резуль-тати у зручному для користувача форматі. Основні функціональні можливості вклю-чають перевірку введених даних, обчислення параметрів моделі та візуалізацію ре-зультатів. Цей підхід значно підвищує ефективність і точність діелектричного аналі-зу порівняно з ручними обчисленнями. Розроблений застосунок має автономні можливості та потенціал для інтеграції в автоматизовані науково-дослідницькі системи для електроніки та науки про мате-ріали. Це дозволяє дослідникам спрощувати складні математичні обчислення, одноча-сно забезпечуючи надійний вибір моделей на основі мінімальних помилок апроксимації.
Посилання
Pochynok A. V., Lazuryk V. T., Tseluiko F. F., Borhun E. V. Kompiuternaia obrabotka rezultatov yzmerenyi kharakterystyk plazmennoho ystochnyka ultrafyoleta. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu. Seriia fizychna «Yadra, chastynky, polia», 2008, № 859, s. 59–64.
Selyvanova Z. M., Stasenko K. S. Teoretycheskye osnovы postroenyia yntellektu-alnыkh ynformatsyonno-yzmerytelnыkh system dopuskovoho kontrolia teploprovodno-sty teployzoliatsyonnыkh materyalov: monohrafyia. Tambov: Yzd-vo FHBOU VPO «THTU», 2015, 200 s.
Himanen L., Geurts A., Foster A. S., & Rinke P. Data‐driven materials science: status, challenges, and perspectives. Advanced Science, 2019, V. 6, No. 21, P. 1900808.1–1900808.23.
Klymentev A. A. Metodы obrabotky sverkhbolshykh obъemov dannыkh v rasprede-lennoi heterohennoi kompiuternoi srede dlia prylozhenyi v oblasty fyzyky vыsokykh эnerhyi y yadernoi fyzyky. Fyzyka эlementarnыkh chastyts y atomnoho yadra, 2020, T. 51, Vыp. 6, s. 1175–1303.
Tonkoshkur A. S., Lozovskyi A. S. Software for processing and analysis of experimental data in researching of gas sensors. System Technologies, 2022, 1(138), P. 175–184. DOI: 10.34185/1562-9945-1-138-2022-17.
Kulyk I., Tonkoshkur O. Dodatok dlia obrobky danykh dielkometrychnykh vymiriuvan. Tezy dopovidei VII Vseukrainskoi naukovo-praktychnoi konferentsii «Perspektyvni na-priamky suchasnoi elektroniky, informatyvnykh ta kompiuternykh system» (MEICS-2022), Dnipro, 2022, s. 58–59.
Gavrikov V. Samovosstanavlivayuschiesya PTC-predohraniteli dlya zaschiti ot tokovih peregruzok. Novosti Elektroniki, 2014, N. 12, P. 11–15.
Protecting rechargeable Li-ion and Li-polymer batteries [Electronic resource]: Littelfuse, Inc., 2017. Mode access: http://www.littelfuse.com/.
Tonkoshkur A. et al. Application of polymer posistor nanocomposites in systems for pro-tecting photovoltaic components of solar arrays from electrical overloads. International Science Group, 2021.
Antonova K. V., Kolbunov V. R., Tonkoshkur A. S. Structure and properties of polymer composites based on vanadium dioxide. Journal of Polymer Research, 2014, V. 21, No. 5,
P. 1–5.
Kolbunov V. R., Tonkoshkur A. S., Gomilko I. V. Electrical and dielectric properties of polymer composite based on vanadium dioxide. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2017, T. 28, P. 8322–8328.
Morozov I. A., Svistkov A. L., Heinrich G. B. Structure of the carbon-black-particles framework in filled elastomer materials. Polym. Sci. Ser. A, 2007, 49, P. 292. DOI: 10.1134/S0965545X07030091.
Montazeri A., Naghdabadi R. Investigation of the interphase effects on the mechanical behavior of carbon nanotube polymer composites by multiscale modeling. J. Appl. Polym. Sci., 2010, 117, P. 361. DOI: 10.1002/app.31460.
Tonkoshkur A. S., Lyashkov A. Y., Degtyaryov A. V. Size effects in electrical properties of carbon-polypropylene composites. Ukrainian Journal of Physics, 2016, T. 61, No. 11, S. 1008–1008.
Dukhyn S. S., Shylov V. N. Dyэlektrycheskye yavlenyia y dvoinoi sloi v dyspersnыkh systemakh y polyэlektrolytakh. Kyiv: Naukova dumka, 1972, 226 s.
Fystul V. Y. Perkoliatsyia toka v polymero-poluprovodnykovoi strukture. Fyzyka y tekhnyka poluprovodnykov, 1993, T. 27, Vыp. 11/12, S. 1788–1794.
Degtyar’ov A. V., Tonkoshkur A. S., Lyashkov A. Y. Electrical Properties of Posistor Composite Materials Based on Polyethylene-Graphite. Multidiscipline Modeling in Materials and Structures, 2006, V. 2, No. 4, P. 435–441.
Bänhegyi G. Numerical analysis of complex dielectric mixture formulae. Colloid & Polymer Science, 1988, V. 266, P. 11–28.
Hrechko L.H. Эffektyvnaia dyэlektrycheskaia pronytsaemost matrychnыkh dyspersnыkh system so sferycheskymy metallycheskymy vkliuchenyiamy. Poverkhnia. 2009. Vyp. 1. S. 266-270
Tonkoshkur O. S., Ihnatkin V. U. Fizychni osnovy elektrychnoho kontroliu neodno-ridnykh system. Navchalnyi posibnyk z hryfom MON. Dniprodzerzhynsk: DDTU, 2010. 290 s.
Degtyarlov A. V., Tonkoshkur A. S., Lyashkov A. Yu. Electrical Properties of Posistor Composite Materials Based on Polyethylene-Graphite. Multidiscipline Modeling in Materials and Structures, VSP, 2006, V. 2, No. 4, P. 435–441.
Kharytonov E. V. Dyэlektrycheskye materyalы s neodnorodnoi strukturoi. Moskva: Radyo y sviaz, 1983. 128 s.
Shklovskii B. I., Efros A. L. Electronic Properties of Doped Semiconductors. Springer-Verlag, Berlin, 1983.
Aneli J., Zaikov G., Mukbaniani O. Physical Principles of the Conductivity of Electrical Conducting Polymer Composites.
Shin S.-G., Kwon I.-K. Effect of Temperature on the Dielectric Properties of Carbon Black-Filled Polyethylene Matrix Composites Below the Percolation Threshold. Electronic Materials Letters, 2011, Vol. 7, No. 3, P. 249–254.
Kolbunov V. R., Tonkoshkur A. S., Gomilko I. V. Electrical and Dielectric Properties of Polymer Composite Based on Vanadium Dioxide. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2017, 28, P. 8322–8328.
Kolbunov V. R., Tonkoshkur A. S., Antonova Ye. V., Vasheruk A. V. Dyэlektrycheskaia spektroskopyia kompozytov na osnove polypropylena y dyoksyda vanadyia v radyochas-totnom dyapazone. Novi tekhnolohii. Naukovyi visnyk Kremenchutskoho un-tu ekonomiky, informatsiinykh tekhnolohii i upravlinnia, 2014, № 3-4 (45-46), S. 21–28.
Shup E. T. Reshenye ynzhenernыkh zadach na ЭVM. Moskva: Myr, 1982. 230s.
Makarov E. H. Ynzhenernыe raschetы v Mathcad 15. Moskva, 2011. 400 s. https://ru.djvu.online/file/Qei0sgnsq4irc.
Prohrammyrovanye v Windows Forms: [Elektronnyi resurs]. Rezhym dostupu: https://metanit.com/sharp/windowsforms.
Use Visual C# to do basic file I/O. Microsoft Learn. [Elektronnyi resurs].
Rezhym dostupu: https://learn.microsoft.com/en-us/troubleshoot/ devel-oper/visualstudio/csharp/language-compilers/file-io-operation
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Системні технології
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
