發(fā)布時間：2018-10-30 15:05

【摘要】：碳納米管聚合物基復(fù)合材料是一種新型的導(dǎo)電聚合物基復(fù)合材料,具其優(yōu)異的機械性能與電學(xué)性能。例如復(fù)合材料具有抗腐蝕、結(jié)構(gòu)可設(shè)計性以及高強度等特點,可以將其設(shè)計成零件嵌入到設(shè)備或系統(tǒng)中,成為設(shè)備的一部分。另外一方面,復(fù)合材料具有良好的電阻響應(yīng)敏感性,可根據(jù)電阻變化來監(jiān)控、診斷設(shè)備的運行狀態(tài),實現(xiàn)傳感器的功能。由此可見,復(fù)合材料在原位結(jié)構(gòu)檢測中具有巨大的潛力。但是由于基體材料的粘彈性,復(fù)合材料的電阻會發(fā)生蠕變行為,即在恒定應(yīng)力的條件,電阻值會隨著時間變化而變化,影響檢測的穩(wěn)定性,從而限制了應(yīng)用的范圍。因此,本文將用碳納米管導(dǎo)電復(fù)合材料制備出導(dǎo)電墊片,并對導(dǎo)電墊片的電阻蠕變行為進行研究,總結(jié)其變化規(guī)律以及建立電阻蠕變模型。本文首先通過溶液混合澆鑄法,制備出具有一定抗壓性能與導(dǎo)電性能的碳納米管導(dǎo)電復(fù)合材料墊片。同時,根據(jù)電阻蠕變實驗的要求,從機械結(jié)構(gòu)與測量系統(tǒng)兩方面進行設(shè)計與開發(fā),制備出電阻蠕變實驗平臺樣機,然后利用該實驗平臺樣機可進行不同應(yīng)力條件下的碳納米管復(fù)合材料的電阻蠕變實驗。通過分析應(yīng)變-時間曲線、電阻-時間曲線的特點以及應(yīng)變與電阻之間的關(guān)系,總結(jié)出復(fù)合材料在蠕變過程中電阻的變化規(guī)律與機理。進一步,利用不同的應(yīng)變?nèi)渥兝碚撃Ｐ?對電阻蠕變曲線進行擬合分析,獲得復(fù)合材料在不同應(yīng)力下的電阻蠕變模型。而獲得模型之后,對電阻蠕變模型進行擬合誤差分析,并修正模型參數(shù),最后得到擬合效果較好的電阻蠕變模型與電阻-時間關(guān)系式,這對復(fù)合材料在原位結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用,尤其在鋼軌扣件應(yīng)力的原位結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用有一定的實際意義。
[Abstract]:Carbon nanotube polymer matrix composites are a new type of conductive polymer matrix composites with excellent mechanical and electrical properties. For example, composite materials have the characteristics of corrosion resistance, structural design and high strength. They can be embedded into the equipment or system and become part of the equipment. On the other hand, the composite material has good resistance response sensitivity, and can monitor and diagnose the operating state of the equipment according to the change of the resistance, and realize the function of the sensor. It can be seen that the composite has great potential in situ structure testing. However, because of the viscoelasticity of the matrix material, the resistance of the composite will creep behavior, that is, under the condition of constant stress, the resistance value will change with time, which will affect the stability of the detection, thus limiting the scope of application. Therefore, in this paper, conductive gaskets are prepared from carbon nanotube conductive composites, and the resistance creep behavior of conductive gaskets is studied, and the change law and resistance creep model of conductive gaskets are summarized. In this paper, carbon nanotube conductive composite gaskets with certain compressive and conductive properties were prepared by solution mixing casting method. At the same time, according to the requirements of resistance creep experiment, the prototype of resistance creep experiment platform is designed and developed from two aspects: mechanical structure and measuring system. Then the electrical creep experiments of carbon nanotube composites under different stress conditions can be carried out by using the experimental platform prototype. By analyzing the characteristics of strain-time curve, resistance-time curve and the relationship between strain and resistance, the variation law and mechanism of resistance in the creep process of composite materials are summarized. Furthermore, by using different strain creep theory models, the resistance creep curves are fitted and analyzed, and the resistance creep models of composites under different stresses are obtained. After obtaining the model, the fitting error of the resistance creep model is analyzed, and the model parameters are revised. Finally, the relationship between resistance creep model and resistance-time relationship is obtained, which is applied to the in-situ structure detection of composite materials. Especially in the rail fastener stress in situ structure detection has a certain practical significance.
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB332

【參考文獻】

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本文編號：2300339