發(fā)布時(shí)間：2020-12-11 01:49

　　本研究利用碳纖維和芳綸纖維通過(guò)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(zhǎng)度與CPCMs導(dǎo)電逾滲閾值的相關(guān)性;并通過(guò)數(shù)值仿真軟件Geodict模擬了CPCMs的結(jié)構(gòu),用于計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)度2～9 mm范圍內(nèi),隨著碳纖維長(zhǎng)度的增加,CPCMs的電導(dǎo)率逾滲閾值逐漸下降。模擬計(jì)算結(jié)果表明,當(dāng)模擬區(qū)域大小為1 mm2時(shí),2 mm長(zhǎng)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(duì)應(yīng)性。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)造紙. 2020年06期 第8-14頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【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(zhǎng)度增加而變化的關(guān)系曲線。由圖4可以看出，碳纖維長(zhǎng)度對(duì)CPCPs電導(dǎo)率逾滲閾值的影響顯著，當(dāng)碳纖維長(zhǎng)度從2 mm增加至3 mm時(shí)，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(zhǎng)度從3 mm增加至8 mm時(shí)，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(zhǎng)度在9 mm時(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)度在2～9 mm時(shí)，隨著碳纖維長(zhǎng)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(shí)，添加的碳纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，制備的CPCMs達(dá)到逾滲閾值所需碳纖維含量越小。筆者推測(cè)碳纖維長(zhǎng)度導(dǎo)致CPCMs逾滲閾值差異可能的原因在于長(zhǎng)纖維更容易搭接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，碳纖維越長(zhǎng)，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(shí)逾滲閾值出現(xiàn)下降。為了驗(yàn)證這一原因，接下來(lái)對(duì)CPCMs結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，分析不同碳纖維長(zhǎng)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(duì)CPCMs導(dǎo)電性能的影響

碳纖維含量對(duì)CPCMs導(dǎo)電性能的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2909681