Ni-硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料的磁電輸運(yùn)性質(zhì).pdf

1、以硅橡膠(110型)為基體,以鎳粉為導(dǎo)電填料,按基體與填料質(zhì)量比1:2.7進(jìn)行配料,室溫二次固化合成Ni/硅橡膠導(dǎo)電高分子復(fù)合材料。
　　 用山度SH-50型數(shù)顯推拉力計(jì)對(duì)樣品施以軸向壓力,用HP3457A型數(shù)字萬用表測(cè)量樣品直流電阻率隨軸向壓力的變化曲線。給測(cè)量樣品施以0.7N恒定壓力,用Agilent4294A型阻抗分析儀測(cè)量樣品受壓后22分鐘的交流電導(dǎo)G,計(jì)算了交流電導(dǎo)率σ,描繪了交流電導(dǎo)率σ隨時(shí)間t的弛豫圖像；在0.7N

2、恒定壓力下,利用Agilent4294A精密阻抗分析儀測(cè)量樣品在外加磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0T,B2=0.024T(磁場(chǎng)方向垂直于交頻電場(chǎng)方向),B3=0T(撤去磁場(chǎng))的電導(dǎo)G和電納B頻譜,計(jì)算了樣品的介電常數(shù)ε'和介電損耗tanδ。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 (1)在0.06N到5N的軸向壓力下,直流電阻率從5.97×106Ω·m下降到3.74×10-2Ω·m,下降了8個(gè)數(shù)量級(jí)。小壓力(0.06N-2N)下,電阻率隨壓力增大下降較快,變化

3、規(guī)律呈指數(shù)關(guān)系:大壓力(2N-5N)下,電阻率隨壓力增大下降緩慢,變化規(guī)律為冪次關(guān)系。分析認(rèn)為這是由于小壓力下,滲流作用在導(dǎo)電機(jī)理中起主要作用；大壓力下,隧道效應(yīng)在導(dǎo)電機(jī)理中起主要作用。
　　 (2)在0.7N恒定壓力下,交流電導(dǎo)率σ隨時(shí)間增長而逐漸增大。交流電導(dǎo)率的變化率隨時(shí)間增長而逐漸減小。22分鐘后交流電導(dǎo)率趨于穩(wěn)定。從微觀機(jī)制上分析,交流電導(dǎo)率σ隨時(shí)間增長而增大主要與導(dǎo)電通路的形成有關(guān)。相互分開的鎳顆粒遷移到一起的趨勢(shì)引

4、起有效導(dǎo)電路徑數(shù)量的增加,導(dǎo)致新的有效導(dǎo)電路徑的形成；軸向壓力恒定過程中電導(dǎo)率變化率的減小是因?yàn)閷?dǎo)電網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)間趨于穩(wěn)定,使新的有效導(dǎo)電路徑的形成效應(yīng)減弱。這種效應(yīng)減小了有效電導(dǎo)路徑的變化率。
　　 (3)在0.7N恒定壓力下,樣品的交流電導(dǎo)率隨頻率的增加呈乘冪增加,介電常數(shù)和介電損耗均隨頻率的增加而呈乘冪減小。說明對(duì)于接近滲流域的Ni/硅橡膠復(fù)合材料,小壓力下(0.7N),滲流機(jī)制在導(dǎo)電機(jī)理中起主要作用。
　　 (4)在

5、0.7N恒定壓力下,在磁場(chǎng)作用下,與加磁場(chǎng)前相比,0.024T的磁場(chǎng)使得低頻(40Hz-104Hz)交流電導(dǎo)率提高了2.46倍,介電常數(shù)提高了20％,介電損耗提高了2倍,這主要是由復(fù)合材料中鐵磁-絕緣體.鐵磁顆粒膜的隧道磁電阻效應(yīng)以及磁電耦合引起的。撤去磁場(chǎng)后交流電導(dǎo)率、介電常數(shù)和介電損耗均不能回到加磁場(chǎng)前的初始值,這與Ni粉的鐵磁性有關(guān)。
　　 Ni/硅橡膠壓敏復(fù)合材料的壓阻、磁電阻效應(yīng)及磁電耦合等物理性質(zhì)在力電傳感器、磁傳感