竹炭/硅橡胶高导电复合材料的制备及性能研究

以竹炭为导电填料,通过改变竹炭、气相法白炭黑、羟基硅油、过氧化二异丙苯(DCP)的添加量,以正交试验设计法对竹炭/硅橡胶复合材料的导电性能和力学性能进行了研 究。分析了竹炭的体积电阻率、粒径以及竹炭的添加量对竹炭/硅橡胶复合材料导电和力学性能的影响。结果表明：当甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)、竹炭(粒径小于25 μm,体积电阻率 为0.11 Ω·cm)、气相法白炭黑、DCP、羟基硅油质量比为100∶130∶3∶3∶2时,制备的复合材料的电阻率为0.63 Ω·cm,拉伸强度为118 MPa,伸长率为132 %,达到了竹炭/ 硅橡胶高导电复合材料的体积电阻率要求。     

炭黑碳纤维混凝土及炭黑混凝土电热性能试验

为了研究炭黑导电混凝土和炭黑碳纤维导电混凝土的导电性能以及电热性能,将两种材料的试块分别串联进直流电路中,观察两种材料的通电发热情况,并比较两种材料发热效果和电阻率的变化情况.试验研究结果表明:相对于炭黑导电混凝土试块,炭黑碳纤维导电混凝土试块的导电性更好,其中炭黑质量分数为1%、碳纤维质量分数为2%的炭黑碳纤维导电试块电阻率低于100Ω·cm;两种材料试块通电发热均比较稳定,且升温效果较好;炭黑导电混凝土试块电阻率在通电后比较稳定,而炭黑碳纤维导电混凝土试块电阻率随通电时间延长而增大.     

碳纤维对中铜-石墨复合材料组织与性能的影响

采用传统的粉末冶金法制备了碳纤维－中铜－石墨复合材料，测试了该材料的体积密度、电阻率、硬度、抗压强度和摩擦磨损等性能。并用扫描电镜观察了该材料的显微组织、断口和磨面形貌，分析了碳纤维含量对该材料组织和性能的影响。结果表明碳纤维－中铜－石墨复合材料随碳纤维含量的增加，体积密度和电阻率变化很小，摩擦系数和磨损量明显减小，而洛氏硬度和抗压强度有所升高。     

碳纤维水泥基复合材料导电机理的探讨

通过研究水泥基体的导电性能和不同纤维掺量、外力作用下及掺入骨料后的碳纤维水泥基复合材料的导电性能,探讨碳纤维水泥基复合材料的导电机理.研究表明,水泥基体的电阻随水化时间显著增加,其导电机理是强电解质溶液的离子导电;碳纤维水泥基复合材料的电阻率随纤维掺量增加而显著降低,其电导由接触导电、隧道导电和离子导电3种机制共同决定;碳纤维水泥基复合材料在压力作用下,电阻率因界面接触的改善和纤维搭接概率的增加而降低,在拉力作用下,电阻率因纤维的拔出、折断而提高;骨料的引入增加了复合材料的电阻,这是由于骨料增加了纤维分散的难度和折断的概率,同时阻碍了纤维的搭接并提高了隧道势垒.     

炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验

目的为开发出融雪化冰或室内升温用的新型功能混凝土材料,研究炭黑导电混凝土(Carbon Black Conductive Concrete)和复掺碳纤维炭黑导电混凝土(Carbon fiber-carbon Black Diphasic Conductive Concrete)的导电性能以及电热效应.方法通过制作两种材料插有电极的立方体混凝土试块并测量记录不同龄期下的电阻率,比较分析两种材料的导电性能,并考虑碳纤维对导电性的影响作用.将两种材料试块分别串联进直流电路中,观察其通电发热情况并比较发热效果和电阻率的变化情况.结果相对于炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土的导电性更好,其中炭黑掺量为1%、碳纤维掺量为2%的试块电阻率低于100Ω·cm.两种材料通电发热速率均比较稳定且升温效果较好.单掺炭黑导电混凝土试块电阻率随通电时间延长变化较稳定,而复掺碳纤维炭黑试块电阻率受极化效应影响较大.结论相对于单掺炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土有更好的导电性,但其电阻率稳定性还有待研究.而单掺炭黑导电混凝土在通电发热试验中,其电阻率变化较小,具有较好的电阻率稳定性.     

耐烧蚀硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化性能与力学性能

针对目前广泛应用的耐烧蚀硅基纤维布增强的复合材料存在的问题,比较了三种不同的硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化后的失重率、力学性能和宏观/微观形貌的变化.发现高温氧化后,混编复合材料失重率的变化明显大于单编复合材料失重率的变化;高温氧化后材料的弹性模量随温度升高而减小.在三种硅基纤维布增强的复合耐蚀材料中,单编硅基纤维布增强的复合材料具有更好的抗高温氧化性能.     

CB/ABS导电复合材料导电性能的影响因素

对高分子聚合物ABS进行纳米碳黑填充改性及其导电高分子材料的导电机理进行了研究.实验结果表明:采用特殊工艺合成的CB/ABS纳米复合材料具有优良的导电性能.合成样品的表面电阻和体积电阻率可降到104Ω和102Ω.m以下.CB/ABS纳米复合材料的电导性能很大程度上受基体材料ABS的主链结构、对纳米添加剂、分散剂和偶联剂的影响,这些因素决定着合成复合材料中"葡萄状"导电网络的形成过程.     

机械活化法制备PVC/木薯渣/石墨导电复合材料

以机械活化法制备PVC/石墨/木薯渣三相木塑导电复合材料,采用力学性能测试、电阻率测试及TGA和DSC分析对导电复合材料进行表征。结果表明:木薯渣含量在15%以下时对复合材料的导电性能影响不大,当木薯渣添加量达到15%时,复合材料的导电渗滤阀值增加到6%~8%,电阻率从2.418×10~7Ω·cm降低到40.283Ω·cm,拉伸强度和弯曲强度可达50.13 MPa和47.76 MPa,比未添加木薯渣时分别提升了9.4%和19.3%。TGA和DSC分析结果表明:采用机械球磨法制备PVC/石墨/木薯渣系列导电复合材料,可以有效提升材料的耐热性能。     

聚吡咯/石墨型氮化碳复合材料的制备及其导电/电化学性能

通过原位聚合反应制备出聚吡咯/石墨型氮化碳(PPy/g-C3N4)复合材料,研究不同gC3N4质量分数对PPy/g-C3N4复合材料的导电性能及电化学性能的影响.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射技术及红外光谱对复合材料的形貌结构进行表征;利用四探针测试仪和电化学工作站测试复合材料的导电性能及电化学性能.结果表明:聚吡咯分散在g-C3N4表层或插层于g-C3N4片层中;复合材料的电导率随着g-C3N4质量分数的增加,呈现先增大后减小的趋势,当g-C3N4质量分数达到15%时,材料电导率最大;复合材料具有良好的氧化还原可逆性,同时随g-C3N4质量分数的增加,电荷容纳能力也相应提高.     

煤矿静电安全型传送带电学性能的研究

研究了纳米填料表面处理工艺;探讨了交联剂的用量对纳米粒度的影响以及纳米粒度对高聚物结构和复合材料导电性能的影响;介绍了多种橡胶和塑料的共混体塑炼温度及塑炼时间对复合材料PTC效应的影响和提高材料PTC效应的稳定性方法及全面提高材料导电性能及力学性能的机理.     

碳纤维-水泥基导电复合材料导电性能的研究

研究先掺法、同掺法和后掺法三种搅拌工艺、浇铸成型和挤出成型两种成型工艺、增塑剂 (分散剂 )以及碳纤维掺量对水泥基导电复合材料导电性能的影响。结果表明 ,较适宜的搅拌工艺为同掺法 ;增塑剂的加入使试样的电阻率下降幅度减小 ;目前振实成型制备的试样电性能优于挤出成型制备的试样 ,而要想通过挤出成型制备电性能较好的试样 ,也必须选择适宜增塑剂 ,并尽量减小用量 ;掺 0～ 0 .6 %碳纤维的水泥基材料 ,其电阻率由 1.1× 10 5Ω·cm下降到 3.2 7× 10 3Ω·cm ,可以用作电磁屏蔽材料、防静电材料和电热材料     

CNTs／PS和CNTs／PEE的制备及性能

通过溶液共混制备了不同碳纳米管(CNTs)质量分数的CNTs/聚苯乙烯(PS)、CNTs/聚醚酯(PEE)复合材料,研究CNTs对复合材料导电性能、力学性能的影响.CNTs的加入可以使复合材料的导电性能得到明显提高,CNTs/PS体系的电导率大于CNTs/PEE体系的电导率.随着CNTs质量分数的增加,CNTs/PS复合材料的断裂强度先增大后减小,在CNTs质量分数为1%时达到最大值,但CNTs/PEE的断裂强度随CNTs质量分数的增加逐渐下降,扫描电镜(SEM)结果显示CNTs在PS中的分散性稍好于在PEE中的分散性.     

热暴露对Al—Cu—Mg—Ag合金组织和性能的影响

研究了Al-Cu-Mg-Ag合金经时效处理165℃×2 h(欠时效态)后,在不同温度(150~300℃)和不同时间(0~1000 h)热暴露后的显微组织和性能.结果表明:在150℃热暴露下,随时间延长,其剩余强度先上升后下降,强度峰值出现在100 h,在1000 h后合金力学性能相对欠时效态无明显下降;在200~300℃热暴露时,合金的强度随时间的延长而下降,延伸率随着时间的延长而增大;在300℃热暴露时,合金的强度明显下降,暴露10 h后其抗拉强度为272.5 MPa,100 h后其抗拉强度降至114.5 MPa.欠时效状态的合金组织主要为均匀细小分布Ω相;随着暴露温度的升高,Ω相长大并粗化,晶界无析出带(PFZ)变宽.     

硫化体系和配合剂对丁腈橡胶/炭黑复合材料导电和力学性能的影响

将炭黑与丁腈橡胶混合制备导电复合材料,其中炭黑（Ｎ５５０）／丁腈橡胶电阻率随温度的变化呈一定强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应．讨论了不同炭黑填充率、硫化体系、配合剂等对复合材料室温电阻率、ＰＴＣ效应和力学性能的影响．     

外氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料的组织与性能

在不添加外氧化剂Cu2O的条件下,通过外氧化法生成氧化剂Cu2O,真空条件下进行Al2O3内氧化与烧结、热挤压和冷拉拔制备了Al2O3颗粒弥散强化的铜基复合材料,对其微观组织和硬度、导电率进行了分析测试。结果表明:外氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,随着Al2O3含量的增加,材料的硬度增加,而导电率减小;进行热挤压变形后,Al2O3/Cu复合材料的硬度随变形量的增加而增加,而导电率降低;制备的冷拉拔变形率为24.8%的1.04wt.%Al2O3/Cu复合材料硬度为69.2 HRB,导电率为73.6%IACS。     

ZrO2—SiC复合材料电性能的研究

本文对ZrO_2－SiC复合材料的导电性能进行了研究，结果表明：复合材料中SiC含量、热压烧结条件、使用温度等对材料的电阻率都有显著影响．     

片式PTC热敏电阻瓷片再氧化工艺的研究

以乙酸钡(Ba(CH3COO)2)、钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)和硝酸钇(Y(NO3)3.6H2O)为原料,采用溶胶-凝胶法制备掺1.6%(质量分数)施主钇(Y)的钛酸钡nm粉体.用此粉体制备叠层片式正温度系数热敏电阻(PTCR)用瓷片,其中用氮化硼(BN)和钛酸钡作为玻璃相原料.利用流延方法成型,流延生胚在体积分数为97%的N2和体积分数为3%的H2的还原气氛下烧结成瓷.通过采用不同的再氧化温度和时间去氧化烧成的瓷片,研究再氧化工艺对正温度系数(PTC)瓷片电性能的影响.结果显示:室温电阻率随再氧化温度的升高先增加后减小,而PTC效应逐渐增加;室温电阻率随再氧化时间的增加会出现一个最小值,再氧化时间对PTC效应影响不大;样品的耐压值随着再氧化温度或时间的增加而增大.     

不同生长条件对Sn掺杂ZnO薄膜电学性能的影响

采用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了Sn掺杂ZnO透明导电薄膜,用Hall效应测试仪表征了薄膜的电学性能,研究了不同生长条件对薄膜电学性能的影响。研究结果表明,随着Ar/O2比的增加,电阻率先减小后增大,在Ar/O2为6时,取得最低的电阻率为2.02×10-2Ω·cm;随着溅射功率的增大,薄膜电阻率急剧减小,在140 W时获得最低电阻率为2.89×10-2Ω·cm;在溅射时间11min时得到了最低的薄膜电阻率,为1.45×10-2Ω·cm。随着压强的增大,电阻率先急剧减小,后缓慢增大,当溅射压强为0.8Pa时,薄膜电阻率具有最小值,为2.17×10-2Ω·cm。当衬底温度在400~500℃范围内变化时,在475℃时取得最佳电学性能,电阻率为2.26×10-2Ω·cm。在整个实验条件下,当Ar/O2为8、溅射功率为180W、衬底温度为450℃、溅射压强为0.5Pa、溅射时间为11min时,薄膜具有最佳的导电性能,电阻率为1.45×10-2Ω·cm。     

C_f表面修饰增强Mg_2Si-SiC复合材料的性能

用化学镀的方法对碳纤维表面进行镀铜处理,采用机械合金化+热压烧结的方法制备Cf/Mg2Si-SiC复合材料,研究碳纤维体积分数对该复合材料维氏硬度、强度、导电性能的影响.结果表明:碳纤维经表面镀Cu修饰后可以抑制其与Mg2Si的界面反应,SiC颗粒主要分布在Mg2Si的晶界处,碳纤维平直地分布在基体中并且与基体结合良好.随Cf体积分数的增加,Cf/Mg2Si-SiC复合材料的致密度减小,硬度、抗压强度、抗弯强度和电导率先增大后减小,Cf体积分数为3%时,Cf/Mg2Si-SiC复合材料具有最佳的综合性能,其强化机制主要是SiC的细晶强化、弥散强化和纤维拔出.     

电解质对离子导电混凝土电阻率的影响

普通混凝土电阻率很大,电解质溶液具有较好的导电性能且廉价易得,本文利用二电极法研究了电解质种类、电解质掺量、水灰比、导电温度等因素对离子导电混凝土电阻率的影响规律。实验结果表明,随电解质掺量、水灰比、导电温度的增加电阻率减小;以CaCl_2为导电相,掺量在1%~2%,水灰比为0.45,灰砂比为1:1时,离子导电混凝土的电阻率最小,且对离子导电混凝土的强度影响不大。由此表明,在混凝土中掺入电解质可以降低离子导电混凝土的电阻率,制备的离子导电混凝土通电后可应用于融雪化冰及电加热等实际工程应用中。