文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
短切碳纤维导电复合材料温敏性的研究
姓名:卢艳华
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:王钧
20071101
摘要随着电子技术的迅猛发展,树脂基复合导电材料越来越引起人们的重视。碳纤维的工业化批量生产促进了碳纤维在材料领域的广泛应用,利用碳纤维生产复合导电材料不仅可以在腐蚀环境中代替金属材料满足导电的要求,还能够满足一些其它特殊应用的需求,因此对碳纤维复合材料导电性和机敏性的研究也逐渐成为树脂基复合材料研究的主要方向之一。碳纤维具有比重小、比强度高、酎高温、导电、导热、耐腐蚀等特点,碳纤维树脂基复合材料在我国已成为高新技术应用和研究的重点。近年来,国内外开始研究碳纤维复合材料的温敏性,可作为保护元件和加热元件使用,开展碳纤维复合材料温敏性的研究非常必要。建立碳纤维树脂基复合材料的导电模型便于进行有效的材料设计,模型越准确,越能够更好地帮助我们找出影响材料电性能的因素,深入理解复合型导电高分子的导电机理,制备出理想的导电高分子复合材料。同时,考虑材料所需达到的导电性能,通过建立物理模型并进行一系列的数学处理和运算来预测材料的电性能,能减少实验工作量,减少材料消耗,降低生产成本。,通过试验,研究了在不同的碳纤维含量和温度的条件下,碳纤维树脂基复合材料导电性能的变化。通过对实验结果的分析,得到了碳纤维含量与复合导电材料电阻率之间的关系以及温度变化与复合导电材料电阻率之间的关系。实验结果表明,材料的вυ谏算兄登虮硐肿钗C飨裕寤胀是形成вΦ闹饕R蛩刂唬谝陨鲜笛榻峁颐翘岢隽硕糖刑枷维/热固性树脂基复合材料的导电机理,并借鉴了有效介质理论的模型,建立了这类导电复合材料的导电模型,实验结果与理论预测值吻合较好,并分析和探讨了影响碳纤维树脂基复合材料温度一电阻率变化的内在因素。关键词:短切碳纤维;温敏性;导电复合材料:电性能;伏安特性武汉理工大学硕士学位论文
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龇避帆卑独创性声明关于论文使用授权的说明导师签名:』丛本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我~同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意:本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:日期:
,加入各种导电性物质,经过物理、化学方法复合后而得到的既具有一定导电性又具有良好力学性能的复合材料。相对于结构型导电高分子而言,复合型导电高分子加工工艺简单,成本较低,因而研究更为成熟,应用也更加广泛,成为当前用途最广用量最大的一种导电材料。质春辖峁分散复合型导电高分子通常选用物理性能适宜的高分子材料作为基体结构。导电性粉末、纤维等材料采用化学或物理方法均匀分散在基体材料中。当分散相浓度达到一定数值后,导电粒子或纤维之间相互接近构成导电通路。当材料两端施加电压时,载流子在导电粒子或纤维之间定向流动,形成电流。这种导电高分子材料其导电性能与导电添加材料的性质,粒度,分散情况,以及聚合物基体的状态有关。在一般情况下,复合导电材料的电导率会随着导电材料的填充量的增加、导电粒子粒度的减小,以及分散度的增加而增加,这是因为在上述条件下可以形成更多的导电通路。此外,材料的导电性能还与处在分散状态的导电材料的形状有关。比如,采用导电纤维作为填充料,由于其具有较大的长径比和接触面积,因此在同样的填充量下更容易形成导电通路,因此导电能力更强。分散复合的导电商分子材料一般情况下是非各向异性,即导电率在各个取向上基本一致。在这种复合体中导电层独立存在并与同样独立存在的聚合物基体复合。其中导电层可以是金属箔或金属网,两面覆盖聚合物基体材料。这种材料的导电介质直接构成导电通路,因此其导电性能不受聚合物基体材料性质的影响。同时,导电材料一般也不影响高分子材料的外观和物理化学性能。但是这种材料的导电性能具有各向异性,即均能在特定方向上具有导电性能,通常作为电磁屏蔽材料使阕锤春辖峁用。砻娓春辖峁广义上的表面复合既可以将高分子材料复合到导电体的表面,也可以将导电材料复合在高分子材科表面。由于使用方’的要求,表面复合导电高分