纳米导电纤维与导电炭黑填充PVC复合材料的电性能研究

对纳米导电纤维(nano-F)及导电炭黑（HG－CB）填充PCV复合材料的电性能进行了研究,当nano-F和HG－CB的填充量分别为20,10份时,复合材料的电阻率急剧下降,其用量继续增加,材料电阻率变化不大。nano-F填充复合材料在20－120℃范围内电阻率基本不变,具有高的电阻稳定性,HG－CB填充复合材料在20－60℃范围内随温度升高阻率逐渐增大,之后随温度继续升高电阻率开始下降,nano-F填充复合材料的伏安特性在不同温度下为欧姆线性关系,而HGC－CB填充复合材料的伏安特性比较复杂。     

纳米导电纤维和导电炭黑并用填充硅橡胶复合材料的电性能

本文研究了纳米导电纤维（Nano-F）与导电炭黑（HG－CB）填充硅橡胶复合材料的电性能,Nano－F／HG—CB填充硅橡胶复合材料具有高的导电性;电阻率随温度增加在25～40℃之间呈负温度系数,而在40～120℃之间电阻率变化不大,具有较高的热稳定性;在不同温度下的伏-安特性呈欧姆线性关系．探讨了这种复合材料的导电机理．     

炭纤维/ABS树脂复合材料的导电性研究

研究了炭纤维长度、填充量及表面处理条件下对炭纤维／ＡＢＳ树脂复合材料导电性的影响以及材料导电性同环境温度的相关性。结果表明复合材料的电阻率随着纤维填加量的增多而降低。纤维长度越长,复合材料导电性越好。纤维表面处理后,复合材料电阻率增大,相同纤维填充量下,表面处理时间越长,材料电阻率越大。温度对复合材料电阻率的影响随纤维填加量的增多而减少。而且,纤维表面状态的改变对复合材料的电阻率－温度关系有较大影响。     

CF/ABS树脂复合材料制备工艺对导电性能的影响及对屏蔽性能的理论预测

本文研究了使用溶剂法、密炼机和开炼机混炼碳纤维填充ABS树脂复合材料的导电性能,得到了纤维填充量与复合材料电阻率的关系,对其导电机理进行了分析.通过比较,发现纤维长径比是决定复合材料导电性能的重要因素,其它如纤维在基体中的分布也对复合材料导电性能有影响.最后对复合材料的屏蔽性能进行了理论计算.     

CF／ABS树脂复合材料制备工艺对导电性能的影响及对屏蔽性能的理论预测

本文研究了使用溶剂法、密炼机和开炼机混炼碳纤维填充ＡＢＳ树脂复合材料的导电性能，得到了纤维填充量与复合材料电阻率的关系，对其导电机理进行了分析。通过比较，发现纤维长径比是决定复合材料导电性能的重要因素，其它如纤维在基体中的分布也对复合材料导电性能有影响。最后对复合材料的屏蔽性能进行了理论计算。     

导电聚苯胺纳米纤维对聚乙烯/炭黑复合体系电阻行为的影响

采用水溶液氧化聚合和热掺杂相结合的技术制备十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PANI-DBSA)纳米纤维,并将PANI-DBSA纳米纤维与低密度聚乙烯(LDPE)和炭黑(CB)进行熔融共混制得PANI-DBSA/LDPE/CB导电复合材料,研究了PANI-DBSA纤维的引入对导电复合材料电阻行为的影响。结果表明,添加PANI-DBSA纳米纤维,复合材料的逾渗阀值移向较低炭黑含量,复合材料的PTC强度得到一定程度的提高,复合材料的电阻率-温度曲线的热循环稳定性得以改善。     

超细Fe-Cr纤维填充环氧树脂复合材料的导电性能

通过大量拉拔变形制备了Cu-F e-C r原位复合材料并萃取出其中的F e-C r纤维,以超细F e-C r纤维为导电填料,填充环氧树脂,140℃热压制得导电复合材料。在扫描电镜下观察了复合材料的显微组织,用四探针方法测量了复合材料的导电性能。结果表明,随着F e-C r纤维填充量的增大,复合材料的电阻率下降,F e-C r纤维体积分数为41.7%的复合材料体积电阻率达到8.32×1-0 3Ω.cm。     

隔离结构石墨烯-多壁碳纳米管/超高分子量聚乙烯导电复合材料阻温特性

以多壁碳纳米管(MWCNTs)及石墨烯(GNS)为填料,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体,采用溶液共混及模压工艺制备了具有隔离结构的混合填充导电复合材料。扫描电镜(SEM)和电阻率测试发现,MWCNTs、GNS形成的导电通路相互协作,填料的含量比对复合材料导电网络有明显的影响。复合材料的阻温特性曲线随填料含量比的变化而发生改变,当MWCNTs含量较高时(MWCNTs:GNS=3:1和1:1),复合材料的电阻率随温度升高而升高,在之后的降温过程中电阻率也逐渐升高;当GNS含量较高时(MWCNTs:GNS=1:3),复合材料的电阻率随温度升高而降低,降温过程中电阻率逐渐升高;经过热循环后复合材料的导电性能降低,此时复合材料中的隔离结构被破坏。     

纳米导电纤维和导电碳黑并用填充硅橡胶复合材料的电性能

本文研究了纳米导电纤维与导电碳黑填充硅橡胶复合材料的电性能,Ｎａｎｏ－Ｆ／ＨＧ－ＣＢ填充硅橡胶复合材料具有高的导电性;     

高比表面积炭黑/聚丙烯导电复合材料

研究了高比表面积炭黑(Ketjen black, KB)填充聚丙烯复合材料(KB/PP)的导电性能及体积电阻率-温度特性。结果表明, 当KB填充含量达到0.5%~1.5%(体积分数)时, KB/PP复合材料出现电渗流行为, 表现出优异的室温导电性能。同时, KB/PP复合材料的体积电阻率-温度特性曲线呈现出特殊的负温度系数-正温度系数-负温度系数(NTC-PTC-NTC)三阶段特征, 体积电阻率随温度的上升, 先出现下降产生第一个NTC效应, 然后出现PTC效应及第二个NTC效应。在相对低温范围内, 第一个NTC效应具有良好的稳定性和重复性。KB表面的电子跃迁导电、基体体积膨胀两种效应的叠加是造成KB/PP复合材料出现三阶段特征的原因。     

Nondestructive sensing evaluation of surface modified single-carbon fiber reinforced epoxy composites by electrical resistivity measurement

Nondestructive sensing of a single-carbon fiber reinforced epoxy composites was evaluated by the measurement of electrical resistivity under reversible cyclic loading. For the strain–stress sensing, the strain up to the maximum load of a bare carbon fiber itself is larger than that of carbon fiber composite. As curing temperature increased, apparent modulus up to the maximum load increased and the elapsed time became shorter. Higher residual stress might contribute to the improved interfacial adhesion. The strain up to the maximum load at low temperature was larger than that at higher temperature. The strain of electrodeposition (ED) treated carbon fiber was smaller than that of the untreated carbon fiber composite until the maximum load reached. This could be due to higher apparent modulus of composite based on the improved interfacial shear strength (IFSS). Since the electrical resistivity was responded well quantitatively with various parameters, such as matrix modulus, the fiber surface modification, the electrical resistivity measurement can be a feasible method of nondestructive sensing evaluation for conductive fiber reinforced composites inherently.     

导电涂料在复合材料雷达目标特性控制中的应用研究

以水性聚氨酯为粘结剂,短切碳纤维为导电填料,制备了系列不同电阻率的导电涂料,研究了导电涂料中碳纤维对表面电阻率、雷达波透过率及RCS的影响,并通过调节涂层碳纤维含量实现了对复合材料外形伪装诱饵RCS的控制。实验结果表明,导电涂料具有优异的雷达波反射特性,可应用于装备伪装领域假目标RCS控制、复合材料包装箱电磁屏蔽以及装备防静电包装。     

Pitch-matrix composites for electrical,electromagnetic and strain-sensing applications

Pitch-matrix composites for deicing, electromagnetic shielding and strain sensing have been developed by using carbon fiber (discontinuous) and carbon black as electrically conductive fillers. A composite with carbon fiber (5 vol%) as the sole filler is effective for strain sensing, which functions by the electrical resistivity increasing reversibly with tensile strain. A composite with carbon fiber (3.4 vol%) and carbon black (1.5 vol%) is less effective for strain sensing and is lower in tensile strength, modulus and ductility, but it is lower in the electrical resistivity. A composite with carbon black (7 vol%) as the sole filler is very high in resistivity, but exhibits high storage modulus. Either carbon fiber or carbon black as filler increases the storage modulus, decreases the resistivity, renders the ability to provide EMI shielding and increases the softening temperature.     

超导YBa2Cu3O7 +δ/硅橡胶复合材料的压敏与介电特性

采用YBa₂Cu₃O_{7 +δ}(简称YBCO)多晶陶瓷超导粉末与硅橡胶(110型)按不同质量比进行配料,经过特殊的制备工艺,合成不同含量的超导 YBCO/硅橡胶高分子复合材料,分别测量样品的压敏效应和介电特性。结果表明,在不同应力作用下,样品电阻值的变化范围在1～4个数量级。样品电阻值随测量温度的降低(300~50K)呈下降趋势,测量温度降到90K时,样品电阻值发生突变,但在9050K没有观察到超导零电阻现象。室温下,样品的介电常数随频率的增加(1 kHz~5 MHz)而减小,介电损耗随测量频率的增大先增大后减小。随着YBCO含量的增加,形成的超电容网络微观结构也就越多,样品的电阻逐渐减小电流加大,导致超电容中电解质的极化强度有所增加,两者共同作用的结果导致样品的介电常数、介电损耗均随着YBCO含量的增加而增大。     

镀镍碳纤维-碳纤维-玻璃纤维/乙烯基酯树脂导电复合材料的设计制备及其电磁性能

本研究旨在设计制备兼具电和磁功能的新型导电复合材料。采用具有良好导电性的短切碳纤维（CF）与兼具磁性和导电性的短切镀镍碳纤维（Ni-CF）作为功能体,以短切玻璃纤维（GF）作为填料,以乙烯基酯树脂（VER）作为基体,设计制备电磁性能可调控的导电复合材料。分别研究了CF含量对CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率的影响、Ni-CF长度对（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率的影响,重点研究了Ni-CF含量对（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率和磁导率的影响,并初步探索了导电复合材料的电磁屏蔽性能。结果表明：（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料体积电阻率在0.35~36.48 Ω·cm范围内可调,磁导率在0.2~0.7内可调。CF和Ni-CF的含量和长度都会对（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料电磁性能产生较大影响。制备的（Ni-CF）-CF-GF/VER导电复合材料有望应用于电磁屏蔽领域。     

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。     

聚合物基导电复合材料的热敏开关特性

聚合物基复合材料ＰＴＣ转变区的电阻率突变与渗流曲线在临界体积分数附近的电阻率突变在导电机制上是同一的。只要复合材料上有近似开关性质的渗流导电特性,室温下填料的体积分数决定ＰＴＣ转变温度及ＰＴＣ转变点的温度系数。     

碳纤维上胶剂丙烯酸酯环氧复合乳液及应用

采用自乳化法制备了甲基丙烯酸羟乙酯改性水性聚氨酯（AWPU）乳液,并与环氧（EP）乳液混合,通过红外、差示扫描量热法和热重法表征了AWPU、EP、AWPU-EP乳液在上胶过程中发生的化学反应及其耐热性能。结果表明：在温度低于300℃时,AWPU-EP复合乳液的热失重介于AWPU乳液与EP乳液之间;当温度高于350℃时,AWPU-EP复合乳液具有较好的耐热性,其最大失重速率温度由EP乳液的312.8℃和AWPU乳液的321.6℃提高到410.2℃。用AWPU质量分数为20%和80%的AWPU-EP复合乳液分别对碳纤维上胶时,所得碳纤维的集束性较好,耐磨性能优于用EP乳液上胶的碳纤维。     

超导YBa_2Cu_3O_(7+δ)/硅橡胶复合材料的压敏与介电特性

采用YBa_2Cu_3O_(+δ)(简称YBCO)多晶陶瓷超导粉末与硅橡胶(110型)按不同质量比进行配料, 经过特殊的制备工艺, 合成不同含量的超导YBCO/硅橡胶高分子复合材料, 分别测量样品的压敏效应和介电特性. 结果表明, 在不同应力作用下, 样品电阻值的变化范围在1～4个数量级. 样品电阻值随测量温度的降低(300~50 K)呈下降趋势, 测量温度降到90 K时, 样品电阻值发生突变, 但在90~50 K没有观察到超导零电阻现象. 室温下, 样品的介电常数随频率的增加(1 kHz~5 MHz)而减小, 介电损耗随测量频率的增大先增大后减小. 随着YBCO含量的增加, 形成的超电容网络微观结构也就越多, 样品的电阻逐渐减小电流加大, 导致超电容中电解质的极化强度有所增加, 两者共同作用的结果导致样品的介电常数、介电损耗均随着YBCO含量的增加而增大.     

聚乙烯/炭黑/碳纤维复合材料阻温特性

研究了碳纤维对聚乙烯/炭黑复合材料阻温特性的影响,并对导电机理做初步的探讨。由于碳纤维远程导电效应的存在,随着碳纤维含量的增加,复合材料PTC强度增加,PTC转变区域变窄,PTC转变温度移向高温,还有助于提高复合材料的电性能稳定性。