壓敏金屬-高分子復(fù)合材料.pdf

1、我們采用新工藝,研制出一種新型鎳粉.硅橡膠復(fù)合材料。與英國壓敏橡膠材料QTC相比,這種新型復(fù)合材料在很大程度上提高了電阻對(duì)壓力的敏感性,電學(xué)性能所有改良。鎳粉填料含量減小的直接結(jié)果是降低了合成材料的成本,因?yàn)樵谠牧现?金屬粉末的價(jià)格最高。減少金屬填料也意味著復(fù)合材料密度減小,彈性增強(qiáng)。密度相對(duì)較低的材料更適合于在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用。另外,金屬填料減少可以大大提高復(fù)合材料的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。擊穿場(chǎng)強(qiáng)是衡量材料的電學(xué)性能的重要參數(shù)之一。制作工藝簡(jiǎn)單

2、為降低材料市場(chǎng)價(jià)格和大規(guī)模生產(chǎn)提供可行條件。本文對(duì)新型壓敏金屬-高分子復(fù)合材料的制備工藝,電學(xué)性能進(jìn)行研究。 本實(shí)驗(yàn)采取室溫固化法以模具硅膠為基體材料,200目鎳粉為填充材料制備壓敏金屬-高分子復(fù)合材料。鎳粉與基體材料的重量比例介于3:1到1.5:1之間。我們分別四引線法、兩引線法測(cè)量樣品的壓阻效應(yīng)、I-V特性及介電特性。 研究結(jié)果表明： (1)新型復(fù)合材料在不受壓力時(shí)電阻率非常高,是良好的絕緣材料；隨著壓力的增

3、加,材料的電阻率減小,當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí),材料的電阻率下降到接近于金屬導(dǎo)體的電阻率。一塊4×4×1mm大小的樣品在一定壓力下其電阻可以從1012Ω下降到0.1Q;在500g力的作用下,樣品的電阻可以下降10個(gè)數(shù)量級(jí)。根據(jù)需要,可以用改變金屬粉末的填充量來改變材料對(duì)壓力的敏感性。 (2)樣品的金屬填料填充量越接近滲透閾值,樣品電阻對(duì)壓力越敏感,不同金屬填充量材料的導(dǎo)電機(jī)理不相同。填充粒子在復(fù)合材料中的分散越好,被測(cè)樣品厚度越小,樣

4、品對(duì)壓力的敏感性就越好。另外,復(fù)合材料有明顯電阻的蠕動(dòng)現(xiàn)象。 (3)置之于磁場(chǎng)中復(fù)合材料樣品的電阻隨著磁場(chǎng)的增大而有所減??；在常溫下,樣品的電阻沒有明顯變化,當(dāng)外界溫度達(dá)到一定溫度后,樣品電阻突然變大,顯示出正溫度系數(shù)特性。 (4)通過對(duì)復(fù)合材料的伏安特性的研究發(fā)現(xiàn)：樣品的非線性的伏安特性取決于填料含量,外加壓力和樣品通過的最大電流。外加壓力較小時(shí),復(fù)合材料的伏安特性與純高分子材料相似。當(dāng)外加電壓達(dá)到一定值時(shí),通過樣品的