金屬-超導-高分子復合材料中的電輸運性質(zhì).pdf

1、通過摻入導電填料使絕緣的高分子材料獲得導電性是一種實用、簡單而經(jīng)濟的制備復合型導電高分子復合材料的方法，在電子、通信、熱控、能源等行業(yè)中得到了廣泛的應用，把高溫超導材料與高分子材料復合可以提高高溫超導材料的機械性能從而大大拓展其應用領域。本文采取固相反應的方法制備了高溫超導材料(Bi-2223)為基體的高溫超導-聚乙丙烯橡膠(EPR)復合材料和金屬-高分子復合材料，并對超導-高分子復合材料的電輸運性質(zhì)和介電特性進行了研究，同時，測量了金

2、屬-高分子復合材料的壓阻效應、伏-安特性和介電特性。 對超導-高分子復合材料樣品的表面測量發(fā)現(xiàn)樣品的機械強度要比純的高溫超導材料有很大提高，表面更加平滑而具有金屬光澤。防水測試表明：復合材料在水中能穩(wěn)定存在并保持其電學性能不變，這為復合材料在潮濕環(huán)境中應用提供奠定了基礎。 采用X射線衍射方法(XRD)和掃描電鏡(SEM)對超導-高分子復合材料的結(jié)構(gòu)進行分析，發(fā)現(xiàn)對于摻雜0.2wt％EPR的復合材料隨著燒結(jié)溫度的增加衍射強

3、度有所增加。在40K-300K的溫度區(qū)間對復合材料進行電阻測量，發(fā)現(xiàn)超導-高分子復合材料的室溫電阻隨EPR摻雜量的增加而增加，隨著燒結(jié)溫度的升高而降低，經(jīng)過800℃高溫燒結(jié)后的復合材料樣品表現(xiàn)出超導電性。 對不同高分子含量的超導-高分子復合材料的介電特性檢測表明：超導-高分子復合材料樣品的介電常數(shù)及介電損耗均隨著頻率的增大而減小；超導-高分子復合材料的介電常數(shù)與介電損耗均隨高分子材料含量的增加而增加。 本論文也研究了金屬

4、-高分子復合材料的壓阻效應、伏-安特性和介電特性。在恒應力作用下金屬-高分子復合材料電阻隨著時間的增加而減小，表現(xiàn)出“電阻蠕動”現(xiàn)象；在不同的軸向正壓力作用下金屬-高分子復合材料樣品的電阻可以從1×10<'8>Ω降到1×10<'8>Ω。金屬-高分子復合材料的伏-安特性在電壓較高時明顯偏離線性，這是由于高壓下，金屬-高分子復合材料導電時隧道效應、電場發(fā)射作用強烈，導致伏安特性偏離線性關系。對金屬高分子復合材料的介電特性研究表明：金屬-高分