場致隧道效應(yīng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的性能.pdf

1、基于場致隧道效應(yīng)機(jī)制的高分子基復(fù)合材料是具有優(yōu)異壓阻特性的一種金屬填料復(fù)合高分子材料，其應(yīng)用前景廣闊。具有刺尖結(jié)構(gòu)的鎳粉是引起場致隧道效應(yīng)的根本原因，將其與環(huán)氧樹脂材料復(fù)合，既可以作為功能組分使環(huán)氧樹脂材料具有靈敏的壓阻特性，也可有效地改善環(huán)氧樹脂材料的力學(xué)和導(dǎo)電性能。因此，本論文對場致隧道效應(yīng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料(Epoxy Resin Based Quantum Tunneling Composites，簡稱QT/EPC)的力學(xué)、電學(xué)

2、以及壓阻性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)通過對環(huán)氧樹脂和鎳粉的簡單機(jī)械攪拌，制得鎳粉體積摻量為0％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、16％、22％和25.54％的QT/EPC;并對復(fù)合材料進(jìn)行軸向壓縮破壞試驗(yàn)得到各鎳粉體積摻量的QT/EPC的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比隨鎳粉摻量的變化規(guī)律;同時建立了QT/EPC的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。研究結(jié)果表明，除鎳粉體積摻量22％的QT/EPC外，其它鎳粉摻量

3、的復(fù)合材料屈服極限相比于純環(huán)氧樹脂的抗壓極限均有所提高，彈性模量增加，泊松比下降。
　　(2)對所制備的各鎳粉體積摻量的QT/EPC的靜態(tài)電阻進(jìn)行測試，探討了鎳粉摻量、測試方法對復(fù)合材料電阻率的影響規(guī)律;同時對致隧道效應(yīng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，隨鎳粉摻量的增加，QT/EPC的電阻呈非線性下降，QT/EPC的電阻主要受鎳粉間距、單位面積中粒子所占百分比、鎳的尖部受損程度以及復(fù)合材料內(nèi)孔結(jié)構(gòu)等因素的影響;

4、復(fù)合材料的接觸電阻對QT/EPC電阻的影響程度呈“N”形變化。
　　(3)研究了鎳粉摻量以及測試方法對QT/EPC壓阻性的影響以及壓阻性產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制。研究結(jié)果表明，鎳粉摻量為7％的復(fù)合材料的壓阻性靈敏度最高，應(yīng)變靈敏度可達(dá)34.5，應(yīng)力靈敏度可達(dá)0.64％MPa-1;采用二電極電阻測試方法測得復(fù)合材料的壓阻性靈敏度大于采用四電極電阻測試方法測得的壓阻性靈敏度，但二電極法所測試的壓阻性能不穩(wěn)定;加載速度快導(dǎo)致試件變形快，引起復(fù)合材