各向異性硅橡膠-鐵粉復(fù)合材料力學性能及壓阻性能研究.pdf

1、本文以羰基鐵粉為導(dǎo)電填料、GMX6117硅橡膠為基體，制備了硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料，對復(fù)合材料的力學和導(dǎo)電性能進行檢測和分析。
　　本文的特點在于，通過外加磁場控制導(dǎo)電鐵粉在基體的排列和分布，控制復(fù)合材料的宏觀性能及其對環(huán)境溫度/應(yīng)力的敏感性，探索其作為新型柔性應(yīng)力、溫度傳感器的潛力。
　　在液體硅橡膠硫化過程中施加磁場，鐵粉在磁場作用下遷移，獲得了定向排列的纖維狀組織。在交變磁場中，鐵粉磁化方向不斷變化，在定向排列時容易取向、

2、填補組織空白，故交變磁場獲得排列組織明顯優(yōu)于直流穩(wěn)恒磁場。
　　拉伸力學試驗顯示，硅橡膠復(fù)合材料的拉力-位移曲線接近線性，沒有明顯的屈服點，拉伸強度、斷裂伸長率較大；定向排列的復(fù)合材料的縱向抗拉強度和斷裂伸長率均高于鐵粉隨機分布的復(fù)合材料，交流磁場的作用優(yōu)于直流磁場，因為后者得的定向排列組織的完整性、連貫性優(yōu)于前者；試樣抗拉強度和彈性模量的各向異性，測試顯示組織定向排列方向的力學性能高于垂直方向，而且都明顯高于顆粒隨機分布的復(fù)合材

3、料。
　　電性能檢測試驗顯示，隨機復(fù)合材料的滲流閾值為20wt％，排列復(fù)合材料的滲流閾值約為5wt%。復(fù)合材料的電阻-填料曲線滲流轉(zhuǎn)變的標度因子t=1.6～2，復(fù)合經(jīng)典滲流理論，施加磁化后，定向排列滲流網(wǎng)絡(luò)的相干長度增大，故使t增大；復(fù)合材料的電阻隨外加壓力增加而下降，即出現(xiàn)負壓阻系數(shù)，在P=0.05～0.1Mpa之前，電阻曲線非線性下降，之后電阻曲線趨于穩(wěn)定。對壓阻曲線的數(shù)據(jù)擬合顯示，電阻隨壓力的變化規(guī)律可以用Ruschau模型