硅橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)電響應(yīng)行為和可陶瓷化性能的研究.pdf

1、通過機械共混法制備了甲基乙烯基硅橡膠/炭黑(MVQ/CB)導(dǎo)電復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料在外界壓力作用下的壓阻特性,在壓縮循環(huán)下的壓阻穩(wěn)定性和重復(fù)性能,在恒定應(yīng)變下的電阻松弛特性;以及在溫度場下的溫阻特性。進一步研究了復(fù)合材料在外場作用下,導(dǎo)電滲濾網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化與電阻響應(yīng)性之間的相互關(guān)系。
　　研究結(jié)果表明,在滲濾閾值附近復(fù)合材料具有最顯著的壓阻效應(yīng);隨著炭黑含量的增加壓阻效應(yīng)出現(xiàn)一個臨界壓力;通過預(yù)壓縮和增加壓縮循環(huán)次數(shù),可以有效

2、提高壓敏導(dǎo)電硅橡膠的壓阻重復(fù)性能和穩(wěn)定性。應(yīng)用隧道電流理論構(gòu)建的壓阻效應(yīng)的數(shù)學模型,能同時很好地模擬復(fù)合材料的正壓阻系數(shù)效應(yīng)(PPC)和負壓阻系數(shù)效應(yīng)(NPC)。類比于應(yīng)力松弛數(shù)學模型,得出的電阻松弛數(shù)學模型對實驗數(shù)據(jù)能很好的進行擬合;并求得電阻弛豫速率隨炭黑含量的增加而增大。在40℃時復(fù)合材料由正溫阻特性轉(zhuǎn)變?yōu)樨摐刈杼匦?通過Arrhenius方程計算出復(fù)合材料的表觀活化能Ea隨炭黑含量的增加而減小。
　　加入有機蒙脫土(OMM

3、T)能有效改善MVQ/CB復(fù)合材料的力學性能。研究發(fā)現(xiàn)隨 OMMT含量的增加,MVQ/CB/OMMT復(fù)合材料的初始電阻逐漸增大;在相同的壓力下壓阻強度逐漸減小;復(fù)合材料的壓阻重復(fù)性能和穩(wěn)定性增強;復(fù)合材料由正溫度系數(shù)效應(yīng)(PTC)轉(zhuǎn)變?yōu)樨摐囟认禂?shù)效應(yīng)(NTC)的轉(zhuǎn)變溫度向低溫方向移動。
　　通過機械共混法制備了可陶瓷化硅橡膠復(fù)合材料,研究了云母粉(Mica)、低軟化點玻璃粉(Frit)和鉑化合物(Pt)對甲基乙烯基硅橡膠熱穩(wěn)定性、

4、阻燃性能和可陶瓷化性能的影響。云母粉能與二氧化硅能產(chǎn)生共熔反應(yīng),降低復(fù)合材料的可陶瓷化溫度。研究發(fā)現(xiàn)800℃時云母片層邊緣能夠產(chǎn)生少量的共熔液相結(jié)構(gòu);在1000℃下燒蝕30min,復(fù)合材料各組分發(fā)生較強烈的共熔反應(yīng),生成較多的玻璃態(tài)產(chǎn)物,提高了殘留物的連續(xù)性和密實程度。當云母粉從0份增加到100份,熱重分析表明復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性先增加后減小;極限氧指數(shù)(LOI)值從21.5％增大到35.5%。添加40份云母粉能同時提高MVQ/SiO2/

5、Mica復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和高溫成炭效果,以及具有較好的加工性能。
　　添加低軟化點玻璃粉,進一步增加了MVQ/SiO2/Mica復(fù)合材料在低溫燒蝕過程的液相成分,顯著提高了硅橡膠復(fù)合材料殘留物的強度和連續(xù)性,有效低了硅橡膠復(fù)合材料的可陶瓷化溫度。但是由于低軟化點玻璃粉中含有的金屬離子雜質(zhì)對硅橡膠的催化降解作用,在一定程度上降低了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。當?shù)蛙浕c玻璃粉含量為10份時,MVQ/SiO2/Mica/Frit復(fù)合材料的硅橡