论文部分内容阅读
随着电子技术的迅猛发展，树脂基复合导电材料越来越引起人们的重视。碳纤维的工业化批量生产促进了碳纤维在材料领域的广泛应用，利用碳纤维生产复合导电材料不仅可以在腐蚀环境中代替金属材料满足导电的要求，还能够满足一些其它特殊应用的需求，因此对碳纤维复合材料导电性和机敏性的研究也逐渐成为树脂基复合材料研究的主要方向之一。碳纤维具有比重小、比强度高、耐高温、导电、导热、耐腐蚀等特点，碳纤维树脂基复合材料在我国已成为高新技术应用和研究的重点。近年来，国内外开始研究碳纤维复合材料的温敏性，可作为保护元件和加热元件使用，开展碳纤维复合材料温敏性的研究非常必要。建立碳纤维树脂基复合材料的导电模型便于进行有效的材料设计，模型越准确，越能够更好地帮助我们找出影响材料电性能的因素，深入理解复合型导电高分子的导电机理，制备出理想的导电高分子复合材料。同时，考虑材料所需达到的导电性能，通过建立物理模型并进行一系列的数学处理和运算来预测材料的电性能，能减少实验工作量，减少材料消耗，降低生产成本。本文以短切碳纤维-树脂基复合材料为研究对象，通过试验，研究了在不同的碳纤维含量和温度的条件下，碳纤维树脂基复合材料导电性能的变化。通过对实验结果的分析，得到了碳纤维含量与复合导电材料电阻率之间的关系以及温度变化与复合导电材料电阻率之间的关系。实验结果表明，材料的PTC效应在渗滤阈值区域表现最为明显，而体积膨胀是形成PTC效应的主要因素之一。基于以上实验结果，我们提出了短切碳纤维／热固性树脂基复合材料的导电机理，并借鉴了有效介质理论的模型，建立了这类导电复合材料的导电模型，实验结果与理论预测值吻合较好，并分析和探讨了影响碳纤维树脂基复合材料温度—电阻率变化的内在因素。