發(fā)布時間：2020-12-11 01:49

　　本研究利用碳纖維和芳綸纖維通過濕法造紙成形技術(shù)制備導(dǎo)電紙基復(fù)合材料(CPCMs),探討了碳纖維含量、長度與CPCMs導(dǎo)電逾滲閾值的相關(guān)性;并通過數(shù)值仿真軟件Geodict模擬了CPCMs的結(jié)構(gòu),用于計算其電性能及導(dǎo)電逾滲閾值。結(jié)果表明,3 mm碳纖維制備的CPCMs表面電導(dǎo)率逾滲閾值為2. 25%,體積電導(dǎo)率逾滲閾值為2. 86%;不同長度碳纖維制備的CPCMs具有不同的電導(dǎo)率逾滲閾值,碳纖維長度2～9 mm范圍內(nèi),隨著碳纖維長度的增加,CPCMs的電導(dǎo)率逾滲閾值逐漸下降。模擬計算結(jié)果表明,當(dāng)模擬區(qū)域大小為1 mm2時,2 mm長碳纖維的CPCMs模型逾滲閾值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的對應(yīng)性。 

【文章來源】：中國造紙. 2020年06期 第8-14頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

纖維原料微觀形貌圖

圖4為CPCMs導(dǎo)電逾滲閾值隨著碳纖維長度增加而變化的關(guān)系曲線。由圖4可以看出，碳纖維長度對CPCPs電導(dǎo)率逾滲閾值的影響顯著，當(dāng)碳纖維長度從2 mm增加至3 mm時，CPCMs表面電導(dǎo)率逾滲閾值從10%顯著降低至2.25%，體積電導(dǎo)率逾滲閾值從10%顯著降低至2.86%；當(dāng)碳纖維長度從3 mm增加至8 mm時，CPCMs表面電導(dǎo)率逾滲閾值從2.25%降低至0.50%，體積電導(dǎo)率逾滲閾值從2.86%降低至0.98%；當(dāng)碳纖維長度在9 mm時，CPCMs表面電導(dǎo)率逾滲閾值為0.43%，體積電導(dǎo)率逾滲閾值略微降低至0.76%。因此，不同長度碳纖維制備的CPCMs具有不同的電導(dǎo)率逾滲閾值，當(dāng)碳纖維長度在2～9 mm時，隨著碳纖維長度的增加，能顯著降低CPCMs的逾滲閾值。滿足纖維分散前提下，根據(jù)導(dǎo)電性要求制備CPCMs時，添加的碳纖維長度越長，制備的CPCMs達(dá)到逾滲閾值所需碳纖維含量越小。筆者推測碳纖維長度導(dǎo)致CPCMs逾滲閾值差異可能的原因在于長纖維更容易搭接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，碳纖維越長，相互接觸越多，形成的有效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)所需要的碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)越少，因此電導(dǎo)率數(shù)據(jù)提升，同時逾滲閾值出現(xiàn)下降。為了驗(yàn)證這一原因，接下來對CPCMs結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，分析不同碳纖維長度形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的差異。圖3 碳纖維含量對CPCMs導(dǎo)電性能的影響

碳纖維含量對CPCMs導(dǎo)電性能的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳纖維含量對導(dǎo)電涂層雷達(dá)波反射特性的影響研究[J]. 牛飛龍,王琪,李惠子,張?zhí)觳?王永鳳.  表面技術(shù). 2017(08)
[2]芳綸紙基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 胡健,王宜,曾靖山,黃一磊.  中國造紙. 2004(01)
[3]碳纖維導(dǎo)電復(fù)合材料的研究與應(yīng)用[J]. 劉東,王鈞.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2001(06)
[4]結(jié)構(gòu)吸波材料中纖維的電性能和吸波性能[J]. 羅發(fā),周萬誠,趙東林.  材料工程. 2000(02)



本文編號：2909681