噶米功能复合材料-4-导电复合材料课件.ppt

《噶米功能复合材料-4-导电复合材料课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《噶米功能复合材料-4-导电复合材料课件.ppt（48页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、4.1 概述概述4.导电复合材料导电复合材料作为作为复合材料的电导率复合材料的电导率没有没有明确的数明确的数值值来划分来划分导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体。驳和撂沫填浦虏熊爹赃执圭八秒戈抚蝗苑桌界僳鲤悉避廊熬辐择孜漫揍征功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20231功能复合材料两种或两种以上的金属两种或两种以上的金属形成的复合形成的复合材料显然是材料显然是导体导体；相反，相反，两种或两种以上的绝缘体两种或两种以上的绝缘体形形成的复合材料成的复合材料电导率不会很高电导率不会很高。箔淫厉拢莆徐肛度塞楚胶耻畅耽仇叫谩蔚躬矣姚击菜吸匈岸镶秒钡铱鲜

2、珍功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20232功能复合材料但是，复合材料中如果含有但是，复合材料中如果含有导电导电和和绝绝缘两种材料缘两种材料，那么它的，那么它的电导率电导率或是或是极端极端或或是一些是一些中间值中间值，这取决于，这取决于导体和绝缘体的导体和绝缘体的相对含量相对含量、几何分布几何分布和和组元本身特性组元本身特性。毒降样费吃椿装欺桨赶雪剃柠贰乖蜕凑舞从凋老蹈谴向矢棕故缨窃舔伪挥功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20233功能复合材料基体：基体：聚合物、金属、陶瓷、水泥聚合物、金属、陶瓷

3、、水泥导电填料：导电填料：炭素、金属、金属氧化物炭素、金属、金属氧化物导电复合材料导电复合材料 可分为两大类：可分为两大类：（2）基体本身具有导电功能的复合材料。）基体本身具有导电功能的复合材料。（1）将导电体加入到基体中构成的复合材料。）将导电体加入到基体中构成的复合材料。导电复合材料导电复合材料是指复合材料中至少有一是指复合材料中至少有一种组分具有导电功能的材料。种组分具有导电功能的材料。任唬徽呻劝卓吓贮鲤筷昔恿摩和永晰宋讣汀抉系蹋罩操畔黔疆舵曲牡及雍功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20234功能复合材料 与金属导体相比，导电复合材料具有明

4、与金属导体相比，导电复合材料具有明显的优势：显的优势：1.密度低；密度低；2.可供选择的导电性范围大，体积电阻率范围可供选择的导电性范围大，体积电阻率范围为为10-31010 cm；3.耐腐蚀性强；耐腐蚀性强；4.优良的加工性能，容易加工成各种复杂结构优良的加工性能，容易加工成各种复杂结构形状的零件，可大批量生产；形状的零件，可大批量生产；5.成本较低。成本较低。胞醚菏溃贡饶晃仁丹按抓佬棉褂缴聪爬册转卵勘许鲸奔吕仇栗狐汽佰敷祟功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20235功能复合材料 聚合物基导电复合材料通常是在基体聚聚合物基导电复合材料通常是在基

5、体聚合物中加另外一种导电聚合物或导电填料复合物中加另外一种导电聚合物或导电填料复合而成。合而成。导电聚合物通常是指分子结构本身或经导电聚合物通常是指分子结构本身或经过掺杂处理后具有导电功能的共轭聚合物。过掺杂处理后具有导电功能的共轭聚合物。4.2 聚合物基导电复合材料聚合物基导电复合材料4.2.1 简介简介妨歼诌精廉菌路隆歹费膀乒隅销安磁铭症仟伞榆签侍孺朱抚作驴桅蔚悠锤功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20236功能复合材料 一般将体积电阻率一般将体积电阻率v小于小于109的聚合物基的聚合物基复合材料称为聚合物基导电复合材料。复合材料称为聚合物基

6、导电复合材料。嗅渡离渺崩沉胀肪督烬片膏蒜吨押炊岗留泵麦筒囚居船九烫呀粥梦弯洒骤功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20237功能复合材料 抗静电剂多为极性或离子型表面活性剂，抗静电剂多为极性或离子型表面活性剂，分子结构中含有亲水基团和疏水基团。加入分子结构中含有亲水基团和疏水基团。加入聚合物基体中后，其分子经过向复合材料制聚合物基体中后，其分子经过向复合材料制品表面迁移而形成一层品表面迁移而形成一层“水膜水膜”，从而达到，从而达到防止和消除积累在复合材料制品表面的静电防止和消除积累在复合材料制品表面的静电的目的。的目的。4.2.2 聚合物基导电复合

7、材料的组成聚合物基导电复合材料的组成1.基体聚合物：橡胶，热固性树脂、热塑性基体聚合物：橡胶，热固性树脂、热塑性树脂；树脂；2.导电填料：导电填料：抗静电剂，各种导电材料抗静电剂，各种导电材料桂道苯红烟鼓啪籍扦杆戚亏砷勒如侯革恃狸偿歹饶藏蛋焚底萄坟麓斯愉藩功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20238功能复合材料盖躲孰碗毡竭雹姚煞浚揉淬骚渤筹杜鸵掇潦哪伊梢酚剖拒赊蒋糜凰藏陀霜功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20239功能复合材料苞招殉刹威豆必农内烟赶敝避军绝衫捎亩圈劝八樟椎拟渣抄朔右勇麓艳须功能复合

8、材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202310功能复合材料4.2.3 聚合物基导电复合材料的导电机理聚合物基导电复合材料的导电机理实例：实例：金属填充材料的导电特性金属填充材料的导电特性将将金属颗粒金属颗粒混入混入高分子聚合物高分子聚合物，高分子高分子聚合物的电阻率聚合物的电阻率就会发生变化，然而这个变就会发生变化，然而这个变化并非依据化并非依据加和法则加和法则，而是当，而是当金属填料浓度金属填料浓度达到一临界体积达到一临界体积 c时，时，金属填充聚合物金属填充聚合物发生发生一个如下图所示的一个如下图所示的突然转换突然转换，由，由绝缘体变成绝缘体变成导电

9、体导电体。绢认辰檬班妈沏请颠才研汕升礁瞧悸森装取熔幂耽檄殖相潮侨竹烦耀指亿功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202311功能复合材料苯乙烯苯乙烯丙烯腈共聚物中丙烯腈共聚物中Al粉和粉和Fe粉的体积分数和电阻率的关系粉的体积分数和电阻率的关系电电阻阻率率对对数数/.cm金属的体积分数金属的体积分数AlFe惊凳唐冬笔源扣刃杯脉集未番灼缎煞涎梳靶媚柠弹溺谜锹筹嚣淮谨贺犁衷功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202312功能复合材料这一这一临界填料量临界填料量称之为复合材料的称之为复合材料的“导电导电门槛门槛

10、”值。值。临界浓度值临界浓度值与与金属填充颗粒金属填充颗粒的的尺寸、分布、尺寸、分布、形状以及制造工艺形状以及制造工艺有很大关系。有很大关系。例如例如宽粒分布宽粒分布的铝粉末的临界体积分数为的铝粉末的临界体积分数为0.4，而，而窄颗粒分布窄颗粒分布的粉末临界体积分数为的粉末临界体积分数为0.2。线礼著醚狮缆摆松缮央领吗杆鲸刽骤自抉桔禽艺封霹蜂癸贮园待缸裳乔洪功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202313功能复合材料很多研究表明，一些很多研究表明，一些绝缘性复合材料绝缘性复合材料当承当承受电压受电压达到临界值达到临界值时，会变成时，会变成高导电性高

11、导电性材料。材料。如果如果没有大的电流没有大的电流通过，则通过，则消除电压后消除电压后样样品仍保持品仍保持较低的电阻率较低的电阻率，尔后再，尔后再恢复到样品的恢复到样品的绝缘状态绝缘状态。崔臼猴储汛镇设蓟狠讶正翌旅淑拽菜磺囚擎虑跳碘构臼郝锅岂循嫌尊仿遍功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202314功能复合材料复合材料电导率复合材料电导率不仅与不仅与金属填加物体金属填加物体积分数积分数有关，与有关，与温度温度也有密切关系，从而也有密切关系，从而显现出显现出正温度效应正温度效应和和负温度效应负温度效应。滴贫啡擞肥恕野谴按密熏邮扑偿握姑勇沛谁厚抒同讹很

12、臻狱悠闸拳叔驾羡功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202315功能复合材料在一温度范围内，复合材料的在一温度范围内，复合材料的电阻随电阻随着温度的升高而升高着温度的升高而升高(正温度效应正温度效应)。当超过某一温度时，其当超过某一温度时，其电阻值又随温电阻值又随温度的升高而下降度的升高而下降(负温度效应负温度效应)。缚葱锐捏折汁胯诲诽待斯孟酪嫡糜泞宅燥丸皑骸备领娠银膨烹整掩畅帖榔功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202316功能复合材料由于电阻的由于电阻的正温度效应、负温度效应正温度效应、负温度效应

13、的存在，使复合材料成为一种的存在，使复合材料成为一种开关材料开关材料。因此，可用于制备各种因此，可用于制备各种电子开关器件电子开关器件。锄腹沂灼粒袜狗糙咏擞斑铆氟碍锁炯熔锻饶着斋佬补拓磐非厚可搂出硫托功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202317功能复合材料现象：体系的电阻率突然下降。现象：体系的电阻率突然下降。1.导电通路的形成导电通路的形成（1）在突变点（临界值）附近导电）在突变点（临界值）附近导电填料的分布开始形成导电通路网络。填料的分布开始形成导电通路网络。（2）聚合物）聚合物-填料的界面效应非常填料的界面效应非常重要。如，炭黑临界含量是

14、一个与重要。如，炭黑临界含量是一个与体系界面能过剩有关的参数。体系界面能过剩有关的参数。（3）加工成型过程中的各种因素对）加工成型过程中的各种因素对复合材料的导电性能影响很大，其复合材料的导电性能影响很大，其实质是两相界面状况在加工过程是实质是两相界面状况在加工过程是不断变化的，并直接对炭黑在基体不断变化的，并直接对炭黑在基体中的分散状态发生影响。中的分散状态发生影响。噬操池把蓟囚裹馋盖浅望辨逛坝花吱决衍番您锣除盒废装摔辉吴览棵翘狗功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202318功能复合材料2.形成导电通路后的导电行为（导电机理）形成导电通路后的导

15、电行为（导电机理）(1)通过导电粒子之间的直接接触而产生传导，通过导电粒子之间的直接接触而产生传导，即即“导电通道学说导电通道学说”。(2)除了粒子之间的接触，电子也可在分散于除了粒子之间的接触，电子也可在分散于基体中的导电粒子间间隙迁移而产生导电现基体中的导电粒子间间隙迁移而产生导电现象，即象，即“隧道效应学说隧道效应学说”。(3)由于导电粒子间的高强电场，产生发射电由于导电粒子间的高强电场，产生发射电流，即流，即“电场发射学说电场发射学说”。佳睦凳泰攒挺窑娩判努岿蓄弹格铜劲榴随嘴菊仑递秀忻艳穴垣衙题伏蛤借功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/20

16、2319功能复合材料3.影响导电性能的因素影响导电性能的因素(1)导电填料种类、性质及含量用的影响导电填料种类、性质及含量用的影响 炭黑的结构均一、比表面积大、表面活性基团含炭黑的结构均一、比表面积大、表面活性基团含量少，制备的复合材料的导电性能好；量少，制备的复合材料的导电性能好；粒子形状（絮团状粒子优于球状及片状粒子）；粒子形状（絮团状粒子优于球状及片状粒子）；填料用量（渗滤阈值）。填料用量（渗滤阈值）。(2)聚合物种类的影响聚合物种类的影响 聚合物基导电复合材料的导电性随聚合物表面张聚合物基导电复合材料的导电性随聚合物表面张力减小而升高；力减小而升高；对于同一聚合物基体的导电复合材料，其

17、导电性对于同一聚合物基体的导电复合材料，其导电性随聚合物粘度降低而升高；随聚合物粘度降低而升高；结晶度越低，导电性能越好。结晶度越低，导电性能越好。轰娶炬外叠熟邪吧今癌蓟蠢敖苯逝截姑惊踌矮窄征隶圃髓擅腋漫群唉躺辩功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202320功能复合材料(3)成型工艺和成型方法的影响成型工艺和成型方法的影响 混炼时间混炼时间：有一最佳值，过长或过短都会导致：有一最佳值，过长或过短都会导致复合材料的导电性能下降；复合材料的导电性能下降；成型温度成型温度：高，有利于导电填料的分散，使得：高，有利于导电填料的分散，使得复合材料的导电性能

18、提高。复合材料的导电性能提高。复合材料的导电性能随复合材料的导电性能随成型方法成型方法的变化：的变化：层压层压挤出挤出吹膜吹膜流延流延(4)环境条件的影响环境条件的影响以结晶性聚合物为基体的复合材料的导电性能随以结晶性聚合物为基体的复合材料的导电性能随环境温度升高而作非线性下降，而以非结晶性聚环境温度升高而作非线性下降，而以非结晶性聚合物为基体的复合材料导电性能受环境影响很小。合物为基体的复合材料导电性能受环境影响很小。狮剖霄接氧侗讲愈臀若吸威阅妙嚣佬吵好矛舞联您郴噬喀嫉携邹街娜裂熙功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202321功能复合材料共混法

19、共混法机械共混法溶液共混法共沉淀法 （比较少）共混法制备的复合材料，导电稳定性主要取决于复合材料中“渗流途径”的变化，而渗流途径的变化则和基体聚合物的热稳定性有关。4.2.4 聚合物基导电复合材料的制备方法聚合物基导电复合材料的制备方法浚删多蛊靡霸否岿综掌诬日轿岁卯袍际慎甄硫罕薯蒂奇谱皋剐溺括纵咨岳功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202322功能复合材料化学法化学法 聚合物单体和导电粒子混合后聚合成型，如聚烯烃/炭黑。非导电聚合物基体上吸附可形成导电聚合物的单体，并且使之在基体上聚合，从而获得导电复合材料。两种聚合物单体在乳胶中进行氧化聚合后生

20、成导电复合材料，如聚苯胺/聚吡咯。茁规竿案抚地阻厘整滚怎宽蒸酿舞屿壕谚卷末汽怜诀乌矢停埂括着锌直猛功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202323功能复合材料电化学法电化学法 首先利用“浸渍-蒸发法”在金属电极上涂敷一薄层塑料，然后将这一电极作为工作电极放到含有单体的电解质溶液中。由于电解质溶液对基体聚合物的溶胀作用，从而单体有机会扩散到金属电极表面放电。结果从基体聚合物内部开始导电聚合物不断聚合，形成导电复合材料。棉钞砸论婉罗陵虞庭龄刹贴钢镑壤仅节率沸酿氢铭肆拐梭伺玻航债章脑芭功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2

21、)2/22/202324功能复合材料4.2.5 几种典型的聚合物基导电功能几种典型的聚合物基导电功能复合材料复合材料1.炭黑系导电功能复合材料炭黑系导电功能复合材料 炭黑填充型导电聚合物复合材料的导电机理炭黑填充型导电聚合物复合材料的导电机理比较复杂，通常包括比较复杂，通常包括导电通道、隧道效应和场致导电通道、隧道效应和场致发射发射三种机理，而且是三种机理，而且是三者竞争的结果三者竞争的结果。炭黑，天然的半导体材料，体积电阻率约为炭黑，天然的半导体材料，体积电阻率约为0.110 cm。耪硷际恋咆爹绥跪教逛声芽桨氓漂饯霜拉鼻苟镣彝永瘸莹哎技妥听茂掌赡功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材

22、料-4-导电复合材料(2)2/22/202325功能复合材料 炭黑的导电性与其结构性、比表面积和表面炭黑的导电性与其结构性、比表面积和表面化学特性等因素有关。化学特性等因素有关。导电复合材料的性能指标：导电复合材料的性能指标：导电性，导电性，熔融指数，熔融指数，拉伸强度，伸长率拉伸强度，伸长率等。等。提高炭黑填充型导电复合材料导电性能的主要方向：提高炭黑填充型导电复合材料导电性能的主要方向：炭黑的改性：高温处理，表面改性。炭黑的改性：高温处理，表面改性。新型导电炭黑的开发：新型导电炭黑的开发：憨贺将绪涪话陈馈沤迪导湍攫捆冤护淹胳并谊邯鸭白寐葡容函果爵刮碎艾功能复合材料-4-导电复合材料(2)功

23、能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202326功能复合材料2.金属纤维填充型导电功能复合材料金属纤维填充型导电功能复合材料 国外开发和应用较多的金属纤维是国外开发和应用较多的金属纤维是黄铜纤维黄铜纤维，其次是其次是不锈钢不锈钢纤维纤维和和铁纤维铁纤维。是最有发展前途的新型导电材料和电磁屏蔽是最有发展前途的新型导电材料和电磁屏蔽材料材料。透桔第找撩工率鹃睛萌密相构虏夏澄炽畦跪根屁隔源啮奶递贺瑟逻矿舵艇功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202327功能复合材料 金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与炭黑

24、填充的情形相类似，但由于纤维填料形成链炭黑填充的情形相类似，但由于纤维填料形成链状导电通道的概率更大，因此在填充量很少的情状导电通道的概率更大，因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率况下便可获得较高的导电率。金属纤维的长径比越大，导电性和屏蔽效果金属纤维的长径比越大，导电性和屏蔽效果就越好就越好。选择合理的混炼工艺参数，螺杆转速、机筒选择合理的混炼工艺参数，螺杆转速、机筒和模具温度等和模具温度等。可添加适当的加工助剂，以提高均匀分散效果可添加适当的加工助剂，以提高均匀分散效果。荤昼于畔颜移刘危驮示故赶蔡蛔昧享疆前鸿蚌哲秀头手月第采叙盘松见拔功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料

25、-4-导电复合材料(2)2/22/202328功能复合材料电磁屏蔽复合材料：电磁屏蔽复合材料：解决解决电磁干扰电磁干扰、射频干射频干扰扰和和信息防窃信息防窃的复合材料。的复合材料。由于由于电磁波吸收率电磁波吸收率依赖于依赖于材料的电导率材料的电导率，因此，利用具有一定因此，利用具有一定导电性的复合材料导电性的复合材料可满可满足足电磁屏蔽电磁屏蔽的需要。的需要。屡锰鹰虏租强蟹因索泛婉戊狂唱蟹狮碌谆酗宠蘸但砚袱丽人踢岗揉玻帜炬功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202329功能复合材料以以高分子材料高分子材料为基体，填充为基体，填充导电材料导电材料可可

26、构成适合用于构成适合用于电磁屏蔽的复合材料电磁屏蔽的复合材料。由于由于电磁屏蔽的复合材料电磁屏蔽的复合材料具有具有性能好性能好、成本低成本低、成型工艺简单成型工艺简单的优点，因此成为国的优点，因此成为国际上际上电子材料研究电子材料研究的热点。的热点。承邑怪柴讶教剔轴搔琐瘸倦茁谁桅姓耘崩衍橡议燃艰欲棠旷怂刁胆求峪酬功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202330功能复合材料电磁屏蔽复合材料电磁屏蔽复合材料有两种类型。有两种类型。(1)填充导电体的形式；其中，填料形填充导电体的形式；其中，填料形成的成的导电网络导电网络是提供是提供屏蔽功能的基本要素屏蔽

27、功能的基本要素。入评融摇猴柴迁路娩滥述宜喊哥宾著署艘刚将呐神篮互嚷堪你粹元蔡阔琢功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202331功能复合材料这种这种电磁屏蔽复合材料电磁屏蔽复合材料通常由通常由绝缘性良绝缘性良好的好的热塑性高分子热塑性高分子(如如ABS、PC、PP、PE、PVC、PBT、PA及它们的改性和共混的树脂及它们的改性和共混的树脂)和和导电性填料导电性填料(如炭黑、铝片粉、金属纤维及如炭黑、铝片粉、金属纤维及表面金属化的有机和无机纤维表面金属化的有机和无机纤维)及及其他填加物其他填加物复合而成，其屏蔽效果为复合而成，其屏蔽效果为4060dB

28、。蝇锋砾摈考一弧炳爷掂年利听醛皿糖篮坠痴蛇嘉系扬厉波歉纸雪痰叭靳老功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202332功能复合材料铝片在聚合物中体积分数与屏蔽效率关系铝片在聚合物中体积分数与屏蔽效率关系体积分数体积分数屏屏蔽蔽效效率率/dB屏蔽效果屏蔽效果屏蔽效果屏蔽效果与与导电导电导电导电体填充量体填充量体填充量体填充量，导电纤维导电纤维导电纤维导电纤维长径比长径比长径比长径比有关，由图中有关，由图中可看出，可看出，合适的填料合适的填料体积分数体积分数可获得好的可获得好的屏蔽效率，很多研究屏蔽效率，很多研究发现发现在临界浓度值附在临界浓度值附在临界浓

29、度值附在临界浓度值附近近近近有最好的屏蔽效果。有最好的屏蔽效果。撬尧遍泳耐荆妆大漆比凰联吏企哦侥布膳制踊坊托猪骋喘逸轧府伴钱涪位功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202333功能复合材料铝纤维带的体积分数、铝纤维带的体积分数、长径比与屏蔽效率的关系长径比与屏蔽效率的关系体积分数体积分数屏屏蔽蔽效效率率/dB图中表明图中表明填充料的填充料的填充料的填充料的长径比长径比长径比长径比与与屏蔽效果屏蔽效果屏蔽效果屏蔽效果也有也有密切关系，密切关系，填料长径比填料长径比越大，屏蔽性也越大越大，屏蔽性也越大，从另一角度看，从另一角度看，长径比长径比也影响着最

30、佳体积填充也影响着最佳体积填充量量。通常长径比越大，。通常长径比越大，最佳体积填充分数越低。最佳体积填充分数越低。迭帚其园戌埂锁顿悉纹酷搂惩敬墟舶耐君遗峙糕询纬俩叁颈姑运悯权姐睛功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202334功能复合材料电磁屏蔽材料电磁屏蔽材料多用于多用于电子设备的屏蔽电子设备的屏蔽，由于近代由于近代电子设备的数据传输电子设备的数据传输多采用多采用电视显电视显示方式示方式，如计算机终端显示器、监视器、仪，如计算机终端显示器、监视器、仪表的图显和数显，都要求既表的图显和数显，都要求既透明透明，又能，又能阻隔阻隔电磁波电磁波的材料。从

31、这个角度上看，复合材料的材料。从这个角度上看，复合材料中中最佳体积填充分数最佳体积填充分数为为较低数值较低数值是理想的。是理想的。栓亩票颓材丰芽剪被琼旷援砌铭误毖疥箩说氖国打返缺擎钵从赎堵蔬穗刹功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202335功能复合材料(2)用用金属丝金属丝与与无机或有机纤维的混纺无机或有机纤维的混纺纱纱制成织物制成织物可作可作电磁波反射体电磁波反射体。这种这种反射型复合材料反射型复合材料主要用于主要用于无线通信无线通信天线的天线的电磁波反射装置电磁波反射装置，但也可作计算机、，但也可作计算机、复印机、传真机等电子设备的复印机、传

32、真机等电子设备的电磁波屏蔽板电磁波屏蔽板。洁溅役讽萎剖膝至唤荆腰快瘁睦岂嗡槛难艺见聘键侄转谰灸邻久辉瞻瘩辊功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202336功能复合材料3.纤维增强导电功能复合材料纤维增强导电功能复合材料 导电导电FRP材料：在组成材料：在组成FRP的不饱和聚酯和的不饱和聚酯和玻璃纤维中加入导电功能体，通常是碳粉玻璃纤维中加入导电功能体，通常是碳粉。膝布假淆盆口尚晤箱谁赴亡肩呻池屈煽这纺航钱辰贝福恬韶惑黑化衷铸赠功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202337功能复合材料度谆痞汕旅僻呈耀炮

33、车铡绥部郡冷截巩帝棍凛付钓酱篷获傲俞庄投垢寿租功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202338功能复合材料丙养桓于妒般议鲤显握烃嗽洱誉顺鬃骨用抠疲峙匪嘶畸衅卢咽埃夯暇爵整功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202339功能复合材料4.2.6 聚合物基导电功能复合材料的应用聚合物基导电功能复合材料的应用(1)在抗静电和导电领域在抗静电和导电领域(2)自控温发热材料自控温发热材料(3)压敏导电胶压敏导电胶(4)电磁波屏蔽电磁波屏蔽揩凋攀面啄米是洋饲崭媚扁漂估券意啄邱抄屈衍浚店蓑抬骡轧愧呈幻府搭功能复合材料-

34、4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202340功能复合材料4.2.7 聚合物基导电复合材料的发展趋势聚合物基导电复合材料的发展趋势(1)如何在提高复合材料性能的前提下，降低导电如何在提高复合材料性能的前提下，降低导电填料的用量。填料的用量。(2)如何在加大导电填料用量以提高导电性能的前如何在加大导电填料用量以提高导电性能的前提下，保持或增强复合材料的成型加工性能、力学提下，保持或增强复合材料的成型加工性能、力学性能和其他性能。性能和其他性能。(3)开发导电复合材料新品种，开拓新的应用领域。开发导电复合材料新品种，开拓新的应用领域。(4)复合材料多功能化，导电，

35、结合阻燃、阻隔、复合材料多功能化，导电，结合阻燃、阻隔、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦。耐高温、耐腐蚀、耐摩擦。砰枪邀现邀礼住齐旅仍税稀自限汛吾闹妹飞辩货饮窃报有燥抛的自焊番哇功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202341功能复合材料重点方向：重点方向：(1)导电填料的改性和开发。导电填料的改性和开发。(2)复合材料的处理和改性。复合材料的处理和改性。(3)工艺与设备研究。工艺与设备研究。峰饺懦牵今红柬朗陪慰圾而联聚蛾瓢斗勿岗赔贼泥祭巢讹涛救焦侨浊邀以功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202342功能复合材

36、料4.3 无机非金属基导电复合材料无机非金属基导电复合材料陶瓷的优点：陶瓷的优点：抗压、耐磨、耐腐蚀、熔点高。抗压、耐磨、耐腐蚀、熔点高。“导电导电”开拓新的应用领域。开拓新的应用领域。4.3.1 陶瓷基导电复合材料陶瓷基导电复合材料Al2O3-ZrO2-AlN-SiCw-X (X-TiB2,TiC,BN)：特点：特点：韧性、耐磨性、导电性。韧性、耐磨性、导电性。应用领域：阳极材料、发热元件、传感器和断应用领域：阳极材料、发热元件、传感器和断路器，以及用在强电流或高温条件下有好的力学路器，以及用在强电流或高温条件下有好的力学性能的领域。性能的领域。华搔敝锅定壳廖泉氨驴敞墟匝宏色寅胞慷刷蹲顷交镑

37、血恤擂脑碌祸兑妓护功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202343功能复合材料MoSi2-高温发热体，极易脆断。高温发热体，极易脆断。AlN-SiC-MoSi2BaPbO3和和BaPbO3-Y2O3系导电复合材料不但具系导电复合材料不但具有金属导电特性，而且还具有高温有金属导电特性，而且还具有高温PTC效应，是效应，是一种新型的导电材料，应用领域已经扩大至电子、一种新型的导电材料，应用领域已经扩大至电子、机械、化工、航天、通讯和家用电器等。机械、化工、航天、通讯和家用电器等。甘刻茨馈绑图我烃吮宙檀镣茂针役划没沧琶浊闷邵斜麻钒循迷健昨柱邻灯功能复合材

38、料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202344功能复合材料发展方向：发展方向：单一的力学承载功能单一的力学承载功能“智能化智能化”4.3.2 水泥基导电复合材料水泥基导电复合材料 在混凝土中掺入不同品质的碳纤维，不仅可以在混凝土中掺入不同品质的碳纤维，不仅可以改善混凝土的力学性能，而且可以使其具有导电、改善混凝土的力学性能，而且可以使其具有导电、屏蔽磁场、屏蔽电磁辐射和应力、应变自检测及屏蔽磁场、屏蔽电磁辐射和应力、应变自检测及温度自测等功能。温度自测等功能。水泥基导电复合材料的分类、组成与应用水泥基导电复合材料的分类、组成与应用材 料 分 类掺 和 物应

39、 用 实 例绝缘材料(1010cm)常用于建筑物绝缘半导体材料(1071010cm)石墨、炭黑特殊建筑物的光电转换防静电材料(104107cm)石墨、炭黑、金属粉末工业防静电，如地面等导电材料(100104cm)炭黑、金属粉末、碳纤维动物养殖场的发热体，路面自动除雪高导电材料(10-3100cm)炭黑、金属粉末、碳纤维传导材料及电磁隐身材料蓉刑庐戮芬航祁示税肉袭戍咋琴骏最悍岸尽讥艘蛀护涟恨汉笆人镇钠岂袁功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202345功能复合材料4.4 金属基导电复合材料金属基导电复合材料 制备金属基导电复合材料的目的是在不降低金制

40、备金属基导电复合材料的目的是在不降低金属材料导电性的同时提供其强度和耐热性能。属材料导电性的同时提供其强度和耐热性能。Cu，向其中加入向其中加入Al2O3或或SiC；Al，挤压成型法制备中间为钢丝、周边为挤压成型法制备中间为钢丝、周边为Al的复合线材。的复合线材。排崩猩蔗艺案丰肾惹芥襄翼日恍闽蔑蕊刘砖撅讨浪撩焊纲委谋届哦谈瞪幅功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202346功能复合材料4.5 其它类型导电复合材料其它类型导电复合材料4.5.1 无机物无机物-聚合物插层导电纳米复合材料聚合物插层导电纳米复合材料4.5.2 超导复合材料超导复合材料嘲陕虹砸惭倍计竟护霍悼忌嫩鹃揩撕就竞迢资烁场旦铆姨斋稻戌汛逸慨爹功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202347功能复合材料n生亦何苦，死亦何哀验绎豹排差孵咕磺捶憎蹲郸售列擦秤嘲访惯宠哉部傣挠允沫苟胃伸肚胜姐功能复合材料-4-导电复合材料(2)功能复合材料-4-导电复合材料(2)2/22/202348功能复合材料