碳纤维-水泥基导电复合材料电性能的研究

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本文以普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作为基体材料,以碳纤维作为功能导电组分,分别采用浇铸成型、压制成型和挤出成型制备碳纤维-水泥基导电复合材料,并对该系列复合材料的电性能进行了研究。主要包括碳纤维掺量对复合材料电阻率的影响,复合材料的阻温特性,复合材料的压敏特性以及复合材料导电机理的研究,并得出以下结论: 该系列复合材料的电阻率随碳纤维掺量的增加而下降,其电阻与碳纤维掺量之间有明显渗滤现象特征。浇铸成型制备的普通硅酸盐水泥基和硫铝酸盐水泥基复合材料的渗滤阈值均为0.6wt﹪,闽值处电阻率分别为3.46×102Ω·cm,90.6Ω·cm;2MPa和10MPa下压制成型制备的碳纤维-普通硅酸盐水泥基复合材料的渗滤阈值分别为0.6wt﹪和0.4wt﹪,阈值处电阻率分别为73.2Ω·cm,9.65×103Ω·cm;挤出成型制备的普通硅酸盐水泥基和硫铝酸盐水泥基复合材料的渗滤阈值均为0.8wt﹪,阈值处电阻率分别为1.53×103Ω·cm和4.08×103Ω·cm。 该系列复合材料具有良好的阻温特性。在升温的初始阶段,电阻表现出NTC效应;随着温度的升高,电阻变化出现一个转折点,此后,电阻表现出PTC效应。并且,随着碳纤维掺量的增大复合材料NTC/PTC临界转变温度降低,NTC/PTC转变的温度区域变宽,NTC/PTC转变效应减弱。
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