负温下炭黑/树脂复合材料温度敏感特性

对纳米炭黑填充的树脂基导电复合材料负温下的温度响应进行了试验研究。试验发现,该导电复合材料在负温下具有正温度系数(PTC)特性,电阻值随温度的降低而降低,随温度的升高而升高。炭黑含量对其温度敏感性的影响是明显的,35%配方的温度灵敏度最好,随着炭黑含量增大,灵敏度逐渐降低。分析认为,树脂基材料的热胀冷缩是导致该复合材料热敏性的主要原因;炭黑含量越高,材料内部的导电网络越稳定,温度变化对电阻的影响越小。     

炭黑/硅橡胶导电复合材料力敏元件温度响应试验研究

利用炭黑/硅橡胶导电复合材料制作了大变形力敏传感元件,对其温度荷载下的电阻响应进行了试验研究,并根据其导电机理对温敏特性进行了深入分析.试验发现制作的大变形力敏传感元件具有正温度系数特性,电阻随温度的升高而增大;温度稳定时,具有电阻弛豫现象.硅橡胶基体随温度变化体积发生变化是造成复合材料温度敏感性的主要原因;同时,温度变化也会影响电子跃迁能力,进而影响到复合材料温度响应.橡胶基体的粘弹性以及试样具有一定厚度的尺寸效应是导致其温度响应滞后性的主要原因.     

土工筋带变形测试传感器研发与试验研究

工程上,土工加筋带变形测试一直是个难题,主要是因为其应变较大且加筋带外层是相对较软的聚合物结构.利用纳米导电炭黑颗粒充填聚合物获得敏感材料,再通过印刷技术将其印刷在塑料薄片上,制作成传感元件.通过拉伸试验测试了四种不同底板传感元件的传感性能,试验结果表明,四种元件均具有拉伸敏感性,电阻值随拉伸应变的增大而增大,且满足模量匹配与较大应变要求.对比分析发现,PVC底板传感元件的综合性能最佳,适合作为土工筋带变形测试元件使用.另外,这种方法制作的传感元件可批量化生产,无需逐个标定,极大地提高了它的实用性.     

大型槽仓基坑填方加筋土筋带变形实测分析

针对目前土工筋带测试存在可靠性低和成本高昂的困境,自行研制了基于复合导电材料的新型筋带大变形传感元件,并成功应用于内蒙某大型槽仓基坑填方加筋带变形监测项目中。结果表明:土工筋带变形随上覆填土厚度增加呈阶梯状增大,其中相邻上层填土对筋带受力影响最大,至上覆填土2～3层后变形逐渐趋于稳定,即各层筋带施工危险期为该层以上填土施工前期。沿筋带长度方向上,各测点变形出现不均匀性和随填土高度增加动态调整的过程,但所有测点变形最大不超过1.8%,且部分测点出现受挤压现象。相应地填方底部的竖向土压力测值也随填土厚度增加呈线性增大,最大达250 kPa,且同一纵线方向上不同测点土压也呈现出不均匀性和多峰性。而墙背土压则基本也只受其上2～3层填土影响,其后趋于稳定且总值不大。最后,对填方加筋土的潜在破裂面形式分析为指数函数的直曲滑面,并结合不同高度处筋带变形最大值分布规律提出了现场铺设密度优化的建议。     

大变形力敏传感元件温度响应试验研究

利用炭黑/硅橡胶导电复合材料制作了大变形力敏传感元件,对其温度荷载下的电阻响应进行了试验研究,并根据其导电机理对温敏特性进行了深入分析。试验发现制作的大变形力敏传感元件具有正温度系数特性,电阻随温度的升高而增大;温度稳定时,具有电阻弛豫现象。硅橡胶基体随温度变化体积发生变化是造成复合材料温度敏感性的主要原因;同时,温度变化也会影响电子跃迁能力,进而影响到复合材料温度响应。橡胶基体的粘弹性以及试样具有一定厚度的尺寸效应是导致其温度响应滞后性的主要原因。     

DIN54122—K2超声波对比试块的应用探讨

对于利用V—2试块替代R B—2试块进行了理论分析和试验验证。