场致隧道效应环氧树脂基复合材料的性能

发布时间：2017-12-23 05:08

本文关键词：场致隧道效应环氧树脂基复合材料的性能　出处：《大连理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：基于场致隧道效应机制的高分子基复合材料是具有优异压阻特性的一种金属填料复合高分子材料,其应用前景广阔。具有刺尖结构的镍粉是引起场致隧道效应的根本原因,将其与环氧树脂材料复合,既可以作为功能组分使环氧树脂材料具有灵敏的压阻特性,也可有效地改善环氧树脂材料的力学和导电性能。因此,本论文对场致隧道效应环氧树脂基复合材料(Epoxy Resin Based Quantum Tunneling Composites,简称QT/EPC)的力学、电学以及压阻性能进行系统研究,主要研究内容和结果如下：(1)通过对环氧树脂和镍粉的简单机械搅拌,制得镍粉体积掺量为0%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、16%、22%和25.54%的QT/EPC;并对复合材料进行轴向压缩破坏试验得到各镍粉体积掺量的QT/EPC的抗压强度、弹性模量、泊松比随镍粉掺量的变化规律；同时建立了QT/EPC的力学本构关系。研究结果表明,除镍粉体积掺量22%的QT/EPC外,其它镍粉掺量的复合材料屈服极限相比于纯环氧树脂的抗压极限均有所提高,弹性模量增加,泊松比下降。(2)对所制备的各镍粉体积掺量的QT/EPC的静态电阻进行测试,探讨了镍粉掺量、测试方法对复合材料电阻率的影响规律；同时对致隧道效应环氧树脂基复合材料的导电机理进行了研究。研究结果表明,随镍粉掺量的增加,QT/EPC的电阻呈非线性下降,QT/EPC的电阻主要受镍粉间距、单位面积中粒子所占百分比、镍的尖部受损程度以及复合材料内孔结构等因素的影响；复合材料的接触电阻对QT/EPC电阻的影响程度呈“N”形变化。(3)研究了镍粉掺量以及测试方法对QT/EPC压阻性的影响以及压阻性产生的内在机制。研究结果表明,镍粉掺量为7%的复合材料的压阻性灵敏度最高,应变灵敏度可达34.5,应力灵敏度可达0.64%MPa-1；采用二电极电阻测试方法测得复合材料的压阻性灵敏度大于采用四电极电阻测试方法测得的压阻性灵敏度,但二电极法所测试的压阻性能不稳定；加载速度快导致试件变形快,引起复合材料内部的导电网络不稳定,复合材料零荷载时电阻值上升；复合材料在低应力幅值(小于极限应力27%)时,电阻率变化率曲线呈非线性；而当应力幅值较高(高于极限应力的30%)时,在最大应力幅值附近电阻率变化率随应力的增加基本保持不变,电阻率变化率曲线出现平台期；多次循环荷载复合材料出现蠕变现象以及电阻蠕变现象,而恒定荷载时复合材料电阻蠕变现象不明显。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB333

【参考文献】