炭黑填充硅橡胶压敏复合材料电阻松弛初步研究

论文摘要

炭黑填充硅橡胶复合材料是一种新型压敏材料,具有良好力学和电学特性、柔韧性好等特点,可作为柔性传感器的敏感材料。该压敏导电复合材料是以硅橡胶胶体作为基体,其性能将不可避免的受到基体材料的影响。其电阻在恒应力（应变）下呈现的时间依赖性,严重影响了传感器的精度。本文的主要实验内容如下：（1）阐述了炭黑填充硅橡胶导电高分子复合材料的制备方法,并利用微观结构分析方法对复合材料进行内部微观结构的分析,探讨导电复合材料微观形貌。（2）在重点分析拟合出的渗流曲线基础上,探讨导电复合材料的导电机理,并得到其渗流阈值,找出后续实验所需要的试样炭黑浓度。（3）在分析导电理论基础上进行了压敏导电复合材料的松弛重复性实验,找到试样的炭黑浓度、加载速度、应变等因素对电阻松弛、应力松弛以及应力-电阻关系重复性影响。（4）通过松弛实验分析找到松弛实验加载过程、加载恒应变过程、恒应变过程中,电阻、应力随时间的变化规律。本文的研究结果可为压敏复合材料导电性、渗流特性和新型压敏材料电阻时问依赖性的研究提供理论和实验依据,并为研制基于导电高分子复合材料的柔性压力传感器提供技术基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 压力传感器发展概述
• 1.1.2 导电高分子复合材料概述
• 1.1.3 渗流特性研究现状
• 1.1.4 复合材料导电机理研究现状
• 1.1.5 导电高分子复合材料黏弹性行为
• 1.2 项目来源
• 1.3 研究目的
• 第2章 压敏材料制备和微观形貌测试分析
• 2.1 炭黑填充硅橡胶制备
• 2.1.1 实验原材料及试剂
• 2.1.2 设备及测试仪器
• 2.1.3 制备工艺
• 2.2 微观形貌测试分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 压敏材料渗流特性及机理研究
• 3.1 渗流特性研究
• 3.1.1 实验材料及测试系统
• 3.1.2 压敏复合材料电性能测试
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.2 导电机理研究
• 3.3 本章小结
• 第4章 压敏材料松弛特性研究
• 4.1 压敏材料松弛实验与分析
• 4.1.1 材料和试样准备
• 4.1.2 松弛实验测试方法
• 4.1.3 复合材料松弛数学拟合公式
• 4.1.4 复合材料松弛重复性测定与分析
• 4.1.5 复合材料电阻松弛实验测定与分析
• 4.2 复合材料松弛特性小结
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 1. 总结
• 2. 工作展望
• 参考文献
• 致谢