直流电下导电沥青混凝土非线性导电行为研究

导电沥青混凝土中非线性导电行为的导电机制尚不明确。基于实验室制备的碳纤维(CF)–碳纤维粉(CFP)导电沥青混凝土,通过测试外力场对导电沥青混凝土电阻率的关系,结合线性随机电阻网络模型、动态随机电阻网络模型和非线性随机动态电阻器模型,研究导电沥青混凝土非线性导电行为,明确非线性导电行为的导电机制。结果表明：随着碳纤维掺量、油石比和压力的增加,电阻率呈现明显且相似的非线性下降趋势,其中,碳纤维粉掺量的增加导致电阻率先下降后上升;不同掺量的导电沥青混凝土伏安特性曲线均呈现非线性特征;在强电场作用下,导电相材料本身的非线性导电行为和绝缘态部分载流子通道导通引起的非线性导电行为共同导致了碳纤维–碳纤维粉导电沥青混凝土的非线性导电行为,并证明在电场作用下导电沥青混凝土存在隧道效应。     

导电沥青混凝土导电机理数值模拟

导电沥青混凝土作为一种新型材料,具有广泛的应用前景.目前国内外对导电沥青混凝土的研究主要侧重于融雪化冰的电热性能研究[-6],而对于其导电机理的研究却相对甚少,且不够深入.导电沥青混凝土的导电机理相当复杂,到目前为止,还没有一个导电模型能够很好的解释导电沥青混凝土的导电行为.本文在前人研究的基础上,借鉴聚合物基导电复合材料的导电机理,对导电沥青混凝土的导电机制进行数值模拟,提出较为完善的导电沥青混凝土导电机制.     

导电型静电纺纳米纤维的制备及其表征

以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,乳酸己内酯共聚物(P(LLA-CL))掺杂聚苯胺(PANi)和樟脑磺酸(CPSA)作材料,采用静电纺技术制备导电型纳米纤维膜,并对其纤维的物理学特征进行表征.通过控制导电材料的添加量,探究纳米纤维直径和电导率的变化.研究表明:P(LLA-CL)纳米纤维分布均匀表面光滑,添加聚苯胺的纳米纤维直径变粗,电导率增大.     

石墨改性沥青混凝土的导电机制

通过研究电导率与石墨掺量、频率的依赖性,V-I特性,提出石墨导电沥青混凝土的导电机制.渗流模型可解释导电通路的形成与发展,该体系渗流阈值体积百分数Pc=11.0%,电导率临界指数t=3.16.导电机制是颗粒接触电导和隧穿机制综合作用.交变电场中的导电行为可等效为电阻和电容并联,电阻导电捷径作用和电容、电阻相对数量影响临界频率.非线性V-I特性产生于隧道效应时粒子间的非线性导电和高电场时诱发额外的导电通路.间隙减小可削弱电场强度对电流密度的影响,颗粒间隙由于导电发热使热扰动的加剧和沥青热膨胀,显著影响电导率.     

基于车辆超载预警系统的导电混凝土导电性能研究

通过正交实验设计，进行了基于车辆超载预警系统的不同导电材料掺量比条件下导电混凝土导电性能探究.实验结果表明：1.2 MPa荷载以内，导电性能随着荷载的增大而增强，但增强趋势逐步衰减；通过压敏性分析，得出钢纤维体积分数0.15%、石墨体积分数1.00%、碳纤维体积分数0.35%、硅灰质量分数3.50%为导电材料的最佳掺量比；4种导电材料对导电混凝土压敏性和电阻的影响由强到弱分别为钢纤维、硅灰、石墨、碳纤维和硅灰、钢纤维、碳纤维、石墨；随着碾压次数的增多，试件的压敏性降低而压力敏感特性趋于稳定，第4次实验后压敏性下降3.5%,电流-荷载曲线均呈现先增大后减小的趋势.     

导电沥青混凝土发热性能实验研究

为研究导电沥青混凝土发热的影响因素及发热效果,优化沥青混合料配合比,制作导电试块,分析电压和纤维质量分数对试块发热升温的影响,并进行真雪的融化试验.结果表明:电压越高发热升温越高,安全电压12,24和36V均能满足要求;碳纤维质量分数越大升温越高,达到0.23%后温度升高趋于稳定,0.28%时发热升温性能最好;通电24V具有良好的融雪效果,随着通电时间的延长导电沥青混凝土的融雪效率成倍增加,通电20,40和60min时,融雪效率分别提高了50.00%,66.67%和91.67%.     

聚苯胺/涤纶导电复合纤维的制备

先将涤纶纤维在苯胺溶液中预浸泡,然后进行处理,再将纤维置于氧化剂的酸溶液中使苯胺在纤维上氧化聚合,同时进行掺杂制得聚苯胺/涤纶导电复合纤维。讨论了苯胺单体含量、掺杂酸浓度、氧化剂浓度、反应温度及时间对纤维导电性能的影响。实验表明,采用此法制得的导电纤维具有较高的聚苯胺含量和优良的导电性能,电导率达10~(-2)S/cm数量级。     

碳纤维钢渣混凝土强度及导电性能研究

将碳纤维和钢渣复相导电组分加入到水泥基中制备成导电混凝土,不仅能起到增强的作用,而且还具有良好的导电性能.通过试验的方法,探讨了碳纤维含量不同的两组混凝土随钢渣掺量对抗压强度和电阻率的影响.试验结果表明:在碳纤维混凝土中加入一定量的钢渣,不仅能有效增加混凝土的抗压强度,而且能够改善纤维混凝土的导电性能.在不影响混凝土导电性能的条件下,通过掺加钢渣降低碳纤维的使用量,节约导电混凝土的材料成本.     

聚吡咯—粘胶导电纤维的研究

本文的研究建立了一种新的导电聚吡咯成形法,首次成功地制备了聚吡咯—粘胶导电纤维,最高电导率可达:2.106×10~（-2）S/cm。在导电纤维的制备过程中,影响电导率的主要因素:作为引发剂及掺杂剂的三氯化铁溶液的浓度,作为基体材料的粘胶纤维在三氯化铁溶液中的处理时间,聚合反应时间及聚合反应温度。实验结果表明:粘胶纤维经导电性处理后,其取向度和结晶度保持不变,导电纤维的力学性能与基体聚合物基本相同。另外,本文还通过透射电镜对聚吡咯在粘胶纤维中的分布及其与电导率的关系作了较为详细的研究。     

聚苯胺涂层导电纤维的研制

采用化学氧化聚合方法,在气相中将nylon6纤维表面合成一层导电高分子-聚笨胺。盐酸作质子酸掺杂剂,得到纤维的电导率高达10～-1S/cm数量级。用傅立叶红外光谱仪测试方法分析了不同反应条件得到的聚苯胺结构的不同,显微摄影法确认了导电纤维是皮芯层结构。