硅橡膠復合材料的導電響應行為和可陶瓷化性能的研究.pdf

1、通過機械共混法制備了甲基乙烯基硅橡膠/炭黑(MVQ/CB)導電復合材料,研究了復合材料在外界壓力作用下的壓阻特性,在壓縮循環(huán)下的壓阻穩(wěn)定性和重復性能,在恒定應變下的電阻松弛特性;以及在溫度場下的溫阻特性。進一步研究了復合材料在外場作用下,導電滲濾網絡結構的變化與電阻響應性之間的相互關系。
　　研究結果表明,在滲濾閾值附近復合材料具有最顯著的壓阻效應;隨著炭黑含量的增加壓阻效應出現(xiàn)一個臨界壓力;通過預壓縮和增加壓縮循環(huán)次數,可以有效

2、提高壓敏導電硅橡膠的壓阻重復性能和穩(wěn)定性。應用隧道電流理論構建的壓阻效應的數學模型,能同時很好地模擬復合材料的正壓阻系數效應(PPC)和負壓阻系數效應(NPC)。類比于應力松弛數學模型,得出的電阻松弛數學模型對實驗數據能很好的進行擬合;并求得電阻弛豫速率隨炭黑含量的增加而增大。在40℃時復合材料由正溫阻特性轉變?yōu)樨摐刈杼匦?通過Arrhenius方程計算出復合材料的表觀活化能Ea隨炭黑含量的增加而減小。
　　加入有機蒙脫土(OMM

3、T)能有效改善MVQ/CB復合材料的力學性能。研究發(fā)現(xiàn)隨 OMMT含量的增加,MVQ/CB/OMMT復合材料的初始電阻逐漸增大;在相同的壓力下壓阻強度逐漸減小;復合材料的壓阻重復性能和穩(wěn)定性增強;復合材料由正溫度系數效應(PTC)轉變?yōu)樨摐囟认禂敌?NTC)的轉變溫度向低溫方向移動。
　　通過機械共混法制備了可陶瓷化硅橡膠復合材料,研究了云母粉(Mica)、低軟化點玻璃粉(Frit)和鉑化合物(Pt)對甲基乙烯基硅橡膠熱穩(wěn)定性、

4、阻燃性能和可陶瓷化性能的影響。云母粉能與二氧化硅能產生共熔反應,降低復合材料的可陶瓷化溫度。研究發(fā)現(xiàn)800℃時云母片層邊緣能夠產生少量的共熔液相結構;在1000℃下燒蝕30min,復合材料各組分發(fā)生較強烈的共熔反應,生成較多的玻璃態(tài)產物,提高了殘留物的連續(xù)性和密實程度。當云母粉從0份增加到100份,熱重分析表明復合材料的熱穩(wěn)定性先增加后減小;極限氧指數(LOI)值從21.5％增大到35.5%。添加40份云母粉能同時提高MVQ/SiO2/

5、Mica復合材料的熱穩(wěn)定性和高溫成炭效果,以及具有較好的加工性能。
　　添加低軟化點玻璃粉,進一步增加了MVQ/SiO2/Mica復合材料在低溫燒蝕過程的液相成分,顯著提高了硅橡膠復合材料殘留物的強度和連續(xù)性,有效低了硅橡膠復合材料的可陶瓷化溫度。但是由于低軟化點玻璃粉中含有的金屬離子雜質對硅橡膠的催化降解作用,在一定程度上降低了復合材料的熱穩(wěn)定性。當低軟化點玻璃粉含量為10份時,MVQ/SiO2/Mica/Frit復合材料的硅橡