鐵粉填充的導(dǎo)電硅橡膠復(fù)合材料的制備與壓阻性能研究.pdf

1、將導(dǎo)電填料分散在硅橡膠中制得的導(dǎo)電硅橡膠，是復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料領(lǐng)域日趨活躍的一個分支?；趯?dǎo)電橡膠的抗靜電材料、電磁屏蔽材料、導(dǎo)電材料等在電子、航空航天、服務(wù)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，對推動國民經(jīng)濟(jì)增長具有十分重要的作用。本文采用微米級羰基鐵粉（粒狀）和羰基多晶鐵纖維（纖維狀）為導(dǎo)電填料，制備了兩種導(dǎo)電硅橡膠復(fù)合材料，并對這兩種材料的壓阻性能進(jìn)行了實驗研究和理論分析，為后續(xù)開發(fā)新型導(dǎo)電復(fù)合材料奠定了實驗基礎(chǔ)。本文的主要工作如下：
　　

2、 采用磁場輔助硫化工藝制備了含微米級羰基鐵粉的導(dǎo)電硅橡膠復(fù)合材料，測量了體系的壓阻特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料顯示了豐富的壓阻特性，初始電阻大于1010Ω的體系顯示負(fù)壓阻特性，而小于1010Ω的體系顯示正壓阻特性：填充了10％、20％、50％鐵粉的硅橡膠在0.2MPa前后出現(xiàn)正壓阻滲流轉(zhuǎn)變，電阻變化達(dá)3～5個量級，然而，φ=50％、B=0.2T體系顯示線性正壓阻特性。研究認(rèn)為，體系壓阻行為的復(fù)雜性與磁場在基膠中誘導(dǎo)的導(dǎo)電路徑構(gòu)象的多樣性有

3、關(guān)，為新型材料的研究提供了新的方向。
　　 采用類似的工藝制備了含羰基多晶鐵纖維的導(dǎo)電硅橡膠復(fù)合材料，測量了體系的壓阻特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，改變了未經(jīng)磁場處理時需要添加大量的鐵纖維的現(xiàn)狀。本實驗僅需加φ=1.0wt％的含量，即可達(dá)到不足1Ω的電阻，完成滲流轉(zhuǎn)變，且均顯示負(fù)壓阻特性。研究顯示，羰基多晶鐵纖維有序排列減少了鐵粉隨機(jī)排列的損失，相同電阻下提高了鐵粉的利用率；并且，導(dǎo)電通路隨磁場強(qiáng)度的增強(qiáng)不斷完善，

4、電阻值不斷降低。研究認(rèn)為，在磁場誘導(dǎo)的有序排列下，復(fù)合材料體系的壓阻行為主要受鐵粉形狀的影響，減少了導(dǎo)電通路電子的流動阻力。
　　 對粒狀和纖維狀鐵粉制得的復(fù)合材料進(jìn)行對比，比較了鐵粉形狀對材料組織和電性能的影響。測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過磁場處理的粒狀鐵粉體系滲流閾值為5wt％，最小電阻為106Ω，而纖維狀鐵粉體系滲流閾值僅為0.2wt％，最小電阻低于1Ω；前者在1010Ω前后出現(xiàn)正壓阻效應(yīng)和負(fù)壓阻效應(yīng)，而后者只出現(xiàn)負(fù)壓阻效應(yīng)。研究顯