导电高分子复合材料的有效电导率模型

基于Maxwell理论和平均极化理论,建立了导电高分子复合材料的有效电导率模型。有效电导率描述为各组成成分的体积、形状和颗粒尺寸的函数。利用该模型,讨论了渗流阈值与导电颗粒的大小及轴长比的关系,得到了导电高分子复合材料的有效电导率随导电颗粒轴长比和半径变化的规律。用该模型计算了碳纤维聚脂树脂复合材料的有效电导率,计算结果与实验结果符合较好。     

导电高分子复合材料的有效电导率模型

基于Maxwell理论和平均极化理论，建立了导电高分子复合材料的有效电导率模型。有效电导率描述为各组成成分的体积、形状和颗粒尺寸的函数。利用该模型，讨论了渗流阈值与导电颗粒的大小及轴长比的关系，得到了导电高分子复合材料的有效电导率随导电颗粒轴长比和半径变化的规律。用该模型计算了碳纤维一聚脂树脂复合材料的有效电导率，计算结果与实验结果符合较好。     

碳纳米管填充聚合物复合材料电导率仿真研究

文章构建碳纳米管填充聚合物复合材料电导率仿真模型，采用蒙特卡洛方法实现碳纳米管填充聚合物复合材料三维建模，根据碳纳米管分布状态建立碳纳米管间距离矩阵，结合碳纳米管填充聚合物复合材料导电机理生成碳纳米管间电阻矩阵，应用大型纯电阻网络等效电阻计算方法得到复合材料电导率仿真结果，对比仿真值与实验数据，两者高度一致。借助电导率仿真模型研究碳纳米管长度和直径对复合材料电导率的影响，碳纳米管体积分数不变时，电导率随长径比增加而增大。该文建立的仿真模型可以预测不同参数碳纳米管填充聚合物复合材料电导率，为设计高性能的碳纳米管填充聚合物复合材料提供理论参考。     

GEM法分析尼龙6/炭黑导电复合材料的电学性能

采用熔融共混法制备尼龙6/炭黑(carbon black,CB)导电复合材料,探讨温度对尼龙6/CB复合材料导电行为的影响.引入有效介质普适(GEM)方程分析温度对复合材料导电性能的影响,并讨论相关数学模型的适应性.研究表明:在CB含量一定的条件下,温度升高使CB在聚合物基体中形成的导电网络得到优化,电导率升高;而温度降低在一定程度上破坏了复合材料的导电网络,使电导率降低.     

纳米TiO2-V2O5复合聚苯胺导电高分子材料的制备

以钛酸正丁酯、偏钒酸铵为原料,制备了纳米TiO2-V2O5和纳米TiO2-V2O5复合聚笨胺导电高分子材料。采用X射线衍射仪、KYKY-2800B型扫描电镜等对聚合物进行了表征,测定了复合材料的电导率。结果表明复合材料颗粒小,流散性好,分散比较均匀。对复合材料电导率的影响因素进行了初步分析。     

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.     

有效介质理论离子导电模型的修正

针对现有有效介质理论(EMT)导电模型存在的问题和不足,通过对复合固态聚合物电解质(CSPE)导电性增强机制的分析,引入新的无机填料界面层离子导电模型及模型参数,对EMT离子导电模型进行修正。采用原位复合法制备聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质,通过实验测定样品离子电导率与无机填料SiO2含量之间的关系,应用现有的EMT离子导电模型和修正后的EMT离子导电模型分别对样品的离子电导率与无机填料含量关系进行计算,将计算数值与实验数值进行比较。结果表明,修正后的EMT离子导电模型的计算值与实验值吻合较好。     

导电高分子复合材料逾渗阈值的预测

逾渗阈值是表征导电高分子复合材料导电性能的重要参数之一,但是由于影响因素异常复杂,逾渗阈值的预测存在不确定性.文中从导电复合材料的微观角度出发,分析了导电高分子复合材料的逾渗行为及机理,并基于Flory的凝胶化理论和Bueche的无限网链模型,提出了一种新的预测导电高分子复合材料逾渗阈值φc的方法,最后将理论预测值与其它研究成果进行了比较分析.结果表明:由此方法计算得到的逾渗阈值更加接近高密度聚乙烯/碳黑导电复合材料的实验结果.     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

(SiC)TiN/Cu复合材料的显微组织和导电性能

以醇盐水解--氨气氮化法在SiC颗粒表面包覆TiN,然后采用放电等离子体烧结制备出(SiC)TiN/Cu复合材料.结果表明:醇盐水解--氨气氮化法能够制备出TiN包覆SiC复合粉末,TiN包覆层均匀连续,TiN颗粒的粒径为30～80nm.TiN包覆层能够促进复合材料的致密化并改善界面结合.(SiC)TiN/Cu复合材料的电导率介于15.5～35.7 m.Ω-1.mm-2之间,并且随着SiC体积分数的增加而降低.TiN包覆层和基体中网络结构TiN的存在能够有效提高复合材料的电导率.复合材料的电导率较接近P.G模型的预测值.     

随机分布纳米颗粒增强陶瓷基复合材料性能数值模拟分析

基于蒙特卡罗方法,利用ANSYS的APDL参数化设计语言,构建随机分布纳米颗粒增强陶瓷基复合材料性能数值分析模型,利用均质化理论计算不同体积比纳米颗粒增强陶瓷基复合材料的热膨胀系数、有效弹性模量和热残余应力。结果表明,所建模型计算的结果与用经典理论方法计算的结果基本吻合,证明所建模型是可靠的,其中三维模型能更准确地分析纳米颗粒体积比较大时微观结构对应力分布状态的影响。     

CdS／聚苯胺导电复合材料的制备与表征

通过化学氧化聚合法,将固相法合成的CdS纳米粒子在十二坑基苯磺酸（DBSA）存在的条件下,用氧化剂（同时也是催化剂）过硫酸铵（APS）氧化苯胺（An）,制得了CdS／聚苯胺导电复合材料。探讨了CdS的掺入量对导电复合材料的影响。CdS／聚苯胺导电复合材料用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）和四探针电导率测试仪进行了表征。结果表明,当苯胺单体为2mL,CdS的掺入量为0．1g时,制得的CdS／聚苯胺导电复合材料电导率较高。     

多孔结构导电性能拓扑优化设计与实验验证

针对结构电导率受构型影响、导电性能难以准确评估等问题,提出一种多孔结构导电性能拓扑优化设计与实验验证方法。首先,研究了基于静电场理论的三维数值均匀化方法,实现了对三维多孔结构等效导电属性的评价。其次,基于变密度拓扑优化方法,以体积分数为约束条件,结合均匀化理论建立了微观尺度下多孔结构电导率最大化拓扑优化模型。然后,采用伴随变量法对目标函数进行了灵敏度分析,通过优化准则算法进行了求解,实现了不同初始结构设计和体积分数下多孔结构拓扑优化设计。最后,通过有限元分析和实验进一步验证了多孔结构的等效导电属性。结果表明：本文方法可有效优化多孔结构导电性能。     

基于连通导电理论和HB方程的骨架导电纯岩石电阻率模型

针对现有导电模型很难描述骨架含导电矿物黄铁矿的岩石导电规律的难题,利用骨架完全由导电颗粒组成的人造岩样以及骨架部分由导电颗粒组成的天然和人造岩样的岩电实验数据,研究水电阻率和导电颗粒体积分数变化对岩石导电规律的影响,得出骨架导电纯岩石的地层因素与孔隙度及电阻增大系数与含水饱和度在双对数坐标上为非线性关系,随水电导率减小或导电颗粒体积分数增大,地层因素和电阻增大系数值降低。根据骨架导电纯岩石的组成,结合连通导电理论特点,将骨架导电纯岩石分为不导电骨架相、导电骨架相和自由流体相。基于连通导电方程只能描述单一导电相的两相混合介质导电规律而HB方程能描述两相均导电的混合介质导电规律的特点,基于连通导电理和HB方程建立骨架导电纯岩石电阻率模型。结果表明,骨架导电纯岩石电阻率模型预测的地层因素与孔隙度以及电阻增大系数与含水饱和度的理论关系与实验规律相符且模型满足物理约束,该模型能够描述骨架完全和部分由导电矿物组成的纯岩石的导电规律,可用于定量评价骨架导电低阻油层的饱和度。     

复合型导电高分子材料电导率与组成关系的群子分析

采用群子统计理论推导了有关复合导电高分子材料的电导率与组成关系的两参数性群子方程，计算了群子参数，并从理论上预测可能存在的导电模型．     

预测氯离子在水泥基复合材料中有效扩散系数

基于水泥基复合材料界面区水泥颗粒的分布特征,给出了界面区孔隙率分布函数和界面区的有效扩散系数;将水泥基复合材料视为骨料、基体、界面区以及其均匀化后的等效介质相四相复合球模型,采用n层球夹杂理论,逐尺度地预测了氯离子在水泥基复合材料中的有效扩散系数.结果表明:预测的氯离子扩散系数与实测结果基本吻合;n层球夹杂理论适合于预...     

立方格子导电球的有效介电常数的频率依赖性

利用Maxwell-Wagner模型,同时采用John Lam在磁流变体中研究磁导率的迭代方法,研究了电流变体中3种结构的立方格子导电球的有效介电常数与频率的依赖关系.结果发现,有效介电常数依赖于外加电场的频率,在高频条件下ω≥0.1-1 kHz,有效介电常数依赖于导电球与流体的介电常数比,而在低频或直流条件下,是电导率起主要作用.所得结果与相关实验结果基本吻合.     

导电复合材料磺化聚苯乙炔/多壁碳纳米管研究

将磺化聚苯乙炔（SPPA）与多壁碳纳米管（MWNT）超声共混制备得到SPPA/MWNT复合材料,用四探针、X光电子能谱、紫外 可见 近红外光谱、X射线衍射和场发射扫描电镜等方法对复合材料进行研究.结果显示：MWNT与SPPA之间存在较强的相互作用;SPPA/MWNT 复合材料导电特性具有低临界阈值和电阻负温度系数（NTC）等现象.表明在复合材料中SPPA与MWNT相互作用发生电荷转移,使MWNT周围的SPPA具有较高的电导率,这种具有较高电导率的SPPA彼此之间可相互接触形成导电通路.     

含水泥质砂岩导电特性的机理研究

为研究含水泥质砂岩导电特性的机理，由单毛管双电层电位理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系，得到了毛管径向电位分布和离子浓度分布。根据离子浓度分布与液体导电理论，结合串联毛管束模型，推导了含水泥质砂岩电导率的计算公式。利用此公式进行了理论计算，计算结果表明该理论与W—S模型有较好的一致性。并用该理论讨论了W—S模型的适用范围及阳离子交换量与渗透率对模型中B系数的影响。     

真空内氧化法制备α-Al_2O_3/Cu复合材料

对 Cu O-Al体系进行热力学和动力学分析的基础上 ,采用将 Cu O和 Al粉末压块的方法加入到真空条件的 Cu液中使其发生化学反应 ,生成 Al2 O3增强颗粒而获得复合材料。对复合材料进行了扫描电镜观察及 X射线衍射分析 ,并测试了 Al2 O3含量对复合材料电导率的影响。结果表明 ,内氧化法是制备 Al2 O3/ Cu复合材料较理想的方法 ;Al2 O3/ Cu复合材料用于高强度高导电领域时 Al2 O3含量应小于 1 .85 wt%