高密度聚乙烯/纳米石墨导电纳米复合材料压敏特性研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,纳米石墨为导电填料,通过双辊混炼制备了具有良好压敏特性的导电纳米复合材料.研究了纳米石墨复合材料的电学性能及压敏性能,讨论了纳米石墨含量以及加压次数对导电复合材料压敏特性的影响.     

可膨化石墨/低密度聚乙烯导电复合材料的制备及性能研究

选用可膨化石墨(EGP)和低密度聚乙烯(LDPE)制备了一种导电复合材料,并系统研究了LDPE/EGP复合材料的电学、力学性能以及正温度系数(PTC)效应.实验结果表明,随着EGP用量的增加,复合材料的拉伸强度升高,弹性形变减少,为保证复合材料的力学性能,EGP的最大填充量应低于40%.加入一定比例的EGP后,纯LDPE电阻率降低了近6个数量级.随着EGP含量的增加,复合材料的PTC强度先增加后降低.当EGP含量介于30%～35%之间时,复合材料的PTC强度达到最大值,最大值约为5.85.选择合适的热处理温度和密炼时间,可获得具有较高PTC强度的复合材料.     

低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯/炭黑导电发泡材料的压阻特性

研究了低密度聚乙烯(LDPE)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)/炭黑(CB)导电发泡材料在压力作用下的导电行为。结果表明,LDPE/EVA/CB导电泡沫材料的渗滤阈值为21.6%。炭黑质量分数在20%~23%范围内,材料的导电性能与泡孔结构最佳。在压缩实验中,材料表现电阻负压力系数效应(NPCR)与电阻正压力系数效应(PPCR)。在定应变循环压缩实验中,压缩频率f=0.01 Hz比f=0.25 Hz的电阻变化更稳定,说明高频压缩易对导电网络造成破坏。每周期的电阻曲线均呈"w"型,说明NPCR向PPCR转变的行为可逆,该变化被认为与基体的压缩与泡孔壁的拉伸变形有关,由此提出导电泡沫材料压-阻特性模型。     

混凝土柱中石墨水泥砂浆试块的压阻特性研究

将石墨水泥砂浆(GCC)试块(40mm×40mm×40mm)预埋混凝土柱(100mm×100mm×300mm)中,利用四电极法研究了其在混凝土柱受到不同幅值循环荷载和单调加载作用下的压阻特性。研究结果表明,GCC试块体积电阻的变化率与混凝土柱的受力状态呈现良好的对应关系。     

高密度聚乙烯/炭纤维复合体系的PTC效应

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,添加不同长度的炭纤维(CF)制备了HDPE/CF复合体系.用显微镜观察了复合体系中CF的形态,测试了复合体系的逾渗值、正温度系数效应(PTC)的强度和多次热循环后的PTC强度.用DSC分析了复合体系的结晶性能与PTC稳定性的关系.结果表明,CF的长度对复合体系的电导率、渝渗阈值和PTC...     

低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯/炭黑导电发泡材料的压阻特性EI北大核心CSCD

研究了低密度聚乙烯(LDPE)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)/炭黑(CB)导电发泡材料在压力作用下的导电行为。结果表明,LDPE/EVA/CB导电泡沫材料的渗滤阈值为21.6%。炭黑质量分数在20%~23%范围内,材料的导电性能与泡孔结构最佳。在压缩实验中,材料表现电阻负压力系数效应(NPCR)与电阻正压力系数效应(PPCR)。在定应变循环压缩实验中,压缩频率f=0.01 Hz比f=0.25 Hz的电阻变化更稳定,说明高频压缩易对导电网络造成破坏。每周期的电阻曲线均呈'w'型,说明NPCR向PPCR转变的行为可逆,该变化被认为与基体的压缩与泡孔壁的拉伸变形有关,由此提出导电泡沫材料压-阻特性模型。     

掺CCCW的碳纤维石墨水泥基复合材料的导电及压阻特性

利用四电极法研究了内掺水泥基渗透结晶防水材料(CCCW)的碳纤维石墨水泥基复合材料试样(40 mm×40 mm×40 mm)的导电特性及其在循环荷载作用下的压阻特性,分析讨论了碳纤维石墨水泥砂浆的体积电阻率及压阻特性随石墨掺量的变化规律。碳纤维和CCCW的掺量分别为水泥质量的1%和4%;石墨掺量分别为水泥质量的0%、10%、20%、30%、40%和50%。结果表明,添加CCCW的碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻率随石墨掺量的增加迅速下降,并存在渗滤现象,渗滤阈值为20%左右。在循环荷载作用下,不同石墨掺量试样的电阻和应力存在一定的对应关系。石墨掺量为水泥质量的20%～30%时,碳纤维石墨水泥砂浆试样的体积电阻率与压应力呈现良好的可重复性,电阻值在应力加载时几乎呈线性下降,而卸载时增加。     

压力/温度复合柔性触觉传感器用导电橡胶的外场特性

分析了不同填料用量及种类对导电橡胶外场特性(压力、温度)的影响。结果表明,导电网络密度的增大与损伤使得导电橡胶呈现电阻-负压力系数(NPC)和电阻-正压力系数(PPC),热膨胀和热扰动共同作用使得导电橡胶呈现电阻-负温度系数(NTC)和电阻-正温度系数(PTC)。热膨胀起主导表现出PTC效应,热扰动起主导则表现出NTC效应。填料用量与种类对于导电橡胶的外场特性影响显著,炭黑(8%)(质量分数,下同)和石墨(5.2%)并用填充导电橡胶,同时消除了PPC和NTC效应,可用于制作压力/温度复合柔性触觉传感器用敏感材料。     

石墨烯/热塑性聚氨酯导电复合材料的制备及压阻特性研究

采用硅烷偶联剂KH550对石墨烯进行接枝改性,采用溶液共混法制备改性石墨烯/热塑性聚氨酯(TPU)导电复合材料,并对复合材料的微观结构、电学性能及压阻特性进行测量和分析。研究表明:硅烷偶联剂KH550成功接枝至石墨烯的表面,分散性较好,复合材料的渗流阈值在石墨烯添加量为5%(wt,质量分数)附近,在石墨烯添加量为7%(wt,质量分数),压力为1.0MPa条件下,石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的均一化电阻为1.55,循环5次后的电阻为390Ω,具有较好的压阻重复性。     

成核剂对聚乙烯/炭黑复合物的形态及PTC特性的影响

借助 WAXD、SAXS、DSC等手段研究了成核剂的引入对聚乙烯 /炭黑导电复合体系的结晶行为、聚集态结构的大尺寸效应及 PTC特性的影响。结果表明 ,成核剂的引入对结晶度的影响不大 ,但却使得基体的微晶尺寸、长周期等变小 ;从而改善了导电复合物的 PTC特性 ,提高了材料的开关性能 ,并改善了阻 -温曲线的重复稳定性。     

炭黑填充型导电复合材料的压阻计算模型及实验验证

为研究新型传感器材料,在通用有效介质理论的基础上,提出了炭黑填充型导电复合材料的压阻特性数学计算模型,定量地得出炭黑颗粒的基本特征参数、体积分数和聚合物基体的弹性模量在复合材料压阻规律中的影响。分别以硅橡胶和高密度聚乙烯为基体相,三种不同粒径的炭黑为导电相,制备了炭黑填充型复合材料,对计算模型进行了实验验证。在炭黑颗粒分布均匀、炭黑体积分数在渗流阈值附近和外加压力≤2 MPa等三个边界条件下,数学计算模型与实验结果基本吻合,且压力-电阻变化规律一致。      

HDPE 纤维/树脂基超混杂复合材料设计及其性能研究

本文研究了高密度聚乙烯纤维增强树脂基超混杂复合材料(PESHCM ) 性能, 通过采用功能剪裁技术进行混杂设计, 超混杂复合材料既具有良好的力学性能, 同时又兼具耐腐蚀、耐磨耗等功能性, 借助于SEM 和理论分析, 初步探讨了PESHCM 具有优异耐磨性的原因。     

铝合金基石墨复合材料的阻尼行为

用内耗技术研究了石墨颗粒/铝硅复合材料的低频阻尼行为,考查了阻尼对石墨含量、测量频率、温度和应变振帽的依赖关系以及相应的弹性模量的变化,比较了铸态和挤压变形复合材料的阻尼特征.对其阻尼机制作了初步的探讨.     

聚苯胺/石墨导电复合材料的制备与表征

根据石墨的层状结构，以可膨胀石墨（KP）或膨胀石墨（EP）为模板，应用原位聚合法成功制备了聚苯胺（PANi)石墨导电复合材料。通过FT－IR、XRD、SEM和电导率测量等手段表征了其结构和性能。结果表明，PANi/EP的电导率与单一组分相比，都有大幅度提高，而PANi／KP的电导率介于两组分之间，PANi/EP的电导率高于PANi/KP复合材料4－5倍。XRD证明，膨胀石墨与聚苯胺复合大大提高了聚苯胺的结晶度，改善了聚苯胺的结构缺陷。FT－IR表明聚苯胺的特征吸收峰发生了位移，表明KP或EP的表面官能团与聚苯胺之间发生了氢键或共轭作用。     

CPVC玻璃纤维增强塑料的耐腐蚀行为研究

本文首先用粘弹谱图说明了CPVC玻璃纤维增强塑料的动态力学性能,继而参考有关试验标准对这一材料耐水及耐稀酸、碱、盐溶液的腐蚀行为进行了研究,并通过扫描电镜(SEM)分析考察了腐蚀后材料的微观腐蚀形态.研究结果表明这一动态力学性能良好的增强塑料在70℃以下耐腐蚀性能良好,其腐蚀机理是物理渗透和化学作用并举.这一研究结果为今后这一材料的配制、成型与使用提供了基础数据.     

石墨添加对原位合成钛基复合材料高温力学性能的影响

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔铸工艺原位合成制备了不同摩尔比值TiB和TiC增强的钛基复合材料。测定了原位合成钛基复合材料的高温力学性能。结果表明:由于增强体的原位合成,复合材料的高温拉伸性能与基体合金比较有了明显的提高。高温拉伸断裂与温度有关,温度较低时,增强体断裂是材料失效的主要原因;而随着温度的提高,增强体与基体合金界面脱粘成为材料失效的主要原因。高温拉伸时裂纹容易在短纤维状增强体TiB的端面处形核与长大从而使增强体与基体合金脱粘导致材料失效,因此加入石墨形成更多的TiC粒子有利于提高复合材料的高温力学性能。     

C/C复合材料与石墨材料干态摩擦磨损行为

在M-2000型摩擦磨损实验机上,以GCr15钢为配副,对石墨材料和C/C复合材料在干态条件下的滑动摩擦进行研究。结果表明:C/C复合材料的摩擦系数和体积磨损均比石墨材料的低。具有光滑层炭结构 (SL) 的C/C复合材料的摩擦系数和体积磨损量比具有粗糙层结构 (RL) 的C/C复合材料低;低密度石墨的摩擦系数和体积磨损量比高密度石墨材料高。随时间延长,RL结构的C/C复合材料摩擦系数在60、80、200 N时有小幅度的增长,另三种则下降; SL结构的C/C复合材料摩擦系数除60 N外基本保持平稳;石墨材料的摩擦系数随时间延长表现出增长趋势。SEM观察表明: RL结构的C/C复合材料摩擦表面随载荷增加而趋向完整,SL结构的C/C复合材料的摩擦表面随载荷增加变化不大。而高密度石墨摩擦表面比密度低的石墨完整。C/C复合材料比石墨更适宜用作航空发动机轴间密封材料。      

金属硫化物及石墨填充PTFE 复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK-500 型环-块磨损试验机, 对MoS₂、CuS、PbS 及石墨(添加量均为30 vo l% )填充的聚四氟乙烯(PTFE) 复合材料在干摩擦条件下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究, 并利用扫描电子显微镜(SEM ) 和光学显微镜对PTFE 复合材料的磨屑和摩擦磨损表面进行了观察。结果表明, 添加石墨降低了PTFE 的摩擦系数, 而添加MoS₂、CuS 及PbS则增大了PTFE 的摩擦系数; 同时, 添加MoS₂、CuS、PbS 及石墨均可将PTFE 的磨损量降低2 个数量级, 其中以PbS 的减磨效果为最好, 而MoS₂ 的减磨效果则最差。      

SiC晶须增强铝合金复合材料的强化效果研究

考察了几种不同基体和状态的SiC晶须增强铝合金复合材料在拉伸变形过程中流变应力的变化情况,发现复合材料的强化效果与基体强度有关,混合法则(ROM)对复合材料抗拉强度的预测与实验值偏差较大,基体强度高的复合材料在拉伸变形过程中出现低应力屈服现象,复合材料的加工硬化能力明显高于基体,文中对出现这些现象的原因进行了探讨.     

非等温DSC研究聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化动力学

采用非等温差示扫描量热法（DSC）测试了不同升温速率下,聚苯并噁嗪及聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化过程.分析了不同升温速率下,两体系的特征固化温度、反应热及反应速率与温度的关系.Kissinger方程分析计算了聚苯并噁嗪及聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化反应表观活化能和反应级数.结果表明,炭纤维对聚苯并噁嗪固化具有催化作用,同时又有缓聚作用.浅析了炭纤维影响聚苯并噁嗪固化的原因。