碳纖維-硅橡膠復(fù)合材料的拉敏特性及應(yīng)用研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料作為一種新的傳感材料,將其應(yīng)用于交通領(lǐng)域,監(jiān)測并判斷道路、橋梁內(nèi)部的微小形變,避免先破壞后保養(yǎng),可大大節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本。本文以碳纖維/硅橡膠復(fù)合材料為研究對(duì)象,試驗(yàn)結(jié)合理論對(duì)其電學(xué)性能、力學(xué)性能及拉敏特性等進(jìn)行分析,并對(duì)其在監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)變形中的應(yīng)用進(jìn)行研究,為開發(fā)新的傳感材料提供試驗(yàn)基礎(chǔ)與理論支持。
  以短碳纖維為導(dǎo)電填料,雙組份室溫硫化液體硅橡膠為基體,采用溶劑稀釋輔以超聲分散的制備工藝,試驗(yàn)證明纖維經(jīng)表面預(yù)處

2、理過程后可獲得分散均勻、表面光滑平整的硅橡膠復(fù)合材料。
  通過對(duì)電學(xué)、力學(xué)及拉敏特性的分析表明:常溫下,復(fù)合材料存在顯著的滲流導(dǎo)電現(xiàn)象,滲流閾值僅為0.8vol%,外加電壓低于10V時(shí),復(fù)合材料的伏安曲線呈良好的線性,服從歐姆定律;另外,隨著溫度的提高,復(fù)合材料的電導(dǎo)率先是下降比較平緩,后急劇下降,臨界溫度附近電導(dǎo)率下降幅度可達(dá)3~5個(gè)數(shù)量級(jí)。碳纖維的摻入改善導(dǎo)電性能的同時(shí),還提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。摻量為1.26vol%時(shí),

3、彈性模量也只有3.3MPa,較低的彈性模量保證了復(fù)合材料顯著的拉敏特性。滲流閾值附近,復(fù)合材料表現(xiàn)出最好的拉敏特性,應(yīng)變靈敏系數(shù)高達(dá)25.88,隨著拉伸循環(huán)次數(shù)的提高,拉敏特性比較穩(wěn)定。
  通過對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能和拉敏性能理論分析表明:滲流閾值附近,復(fù)合材料電導(dǎo)率服從σ=5.6×104(1.008Φ-0.008)2.2136的規(guī)律,為建立拉敏模型提供理論依據(jù),拉伸狀態(tài)下,滲流閾值的改變是其產(chǎn)生拉敏特性的原因;而結(jié)合導(dǎo)電機(jī)理和試驗(yàn)

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