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《武汉理工大学》 2002年
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碳纤维树脂基复合材料机敏性研究

刘东  
【摘要】: 碳纤维具有比重小、比强度高、耐高温、导电、导热,耐腐蚀等特点,碳纤维树脂基复合材料在我国已成为高新技术应用和研究的重点。近年来,国内外开始研究碳纤维材料机敏性,并利用这种特性制备具有感知周边环境变化功能的传感器。但有关碳纤维树脂基复合材料机敏性的研究报道还很少。开展碳纤维复合材料机敏性的研究非常必要。 本文以短切碳毡树脂基复合材料及单向连续碳纤维树脂基复合材料为研究对象,通过大量试验,研究了在改变外部环境条件下,碳纤维树脂基复合材料导电性能的变化。这些外部环境因素包括:环境温度,外加电压,拉伸应力,弯曲荷载。通过对实验结果的分析,得到了外加电压与通过材料的电流、温度变化与材料电阻、拉伸应力与材料纵横向体积电阻率、弯曲变形与材料纵横向体积电阻率的关系。证实了碳纤维树脂基复合材料具有的机敏性能,即外部温度、拉伸应力、弯曲变形的变化都能引起材料自身电阻率的变化。 通过对短切碳毡和单向连续碳纤维两种树脂基复合材料拉伸应力与电阻率关系实验结果的分析,确定了短切碳毡树脂基复合材料纵向、横向体积电阻率分别与应力成正比的数学模型,证实了其电阻率变化与拉伸应力之间一一对应的关系,这一规律使得短切碳毡树脂基复合材料可用于制备应力传感器。但单向连续碳纤复合材料的纵向电阻率随应力的增加变化不大。 针对短切碳毡树脂基复合材料进行了弯曲实验,表明弯曲荷载对纵向体积电阻率宏观上影响不大,而横向体积电阻率与试样弯曲变形成正比。 通过一系列温度-电阻实验,证明碳纤维树脂基础复合材料具有PTC效应或NTC效应,并分析和探讨了影响碳纤维树脂基复合材料温度-电阻变化的内在因素。 电流-电压实验证实了短切碳毡及单向连续碳纤维树脂基复合材料的导电性能符合欧姆定律。对力学实验破坏前后试样断口进行了扫描电镜观察,结合微观结构分析,建立了两种碳纤维复合材料的导电模型。 另外,本文还讨论了碳纤维含量、拉伸模量对材料体积电阻率的影响
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB332

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王沁芳;碳纤维环氧树脂复合材料导电性及机敏性的研究[D];重庆大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林静,刘丽敏,李长江,李福刚,郑红卫;炭黑-聚丙烯复合型导电高分子材料的电热性能研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年04期
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3 刘东,王钧;碳纤维导电复合材料的研究与应用[J];玻璃钢/复合材料;2001年06期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 徐菲;用于检测三维力的柔性触觉传感器结构及解耦方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
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10 任富忠;短碳纤维增强镁基复合材料的制备及其性能的研究[D];重庆大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李宗鹏;超临界CO_2辅助制备有机/无机纳米复合材料[D];郑州大学;2010年
2 程景;PAN基碳纤维导电沥青混凝土研究[D];长沙理工大学;2010年
3 王萍;改性活性半焦脱除烟气中NO_X的研究[D];中国海洋大学;2010年
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6 任彦华;短切碳纤维混凝土静载力学性能及微观结构研究[D];昆明理工大学;2009年
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8 马卜;丙烯酸酯化合物/环氧树脂复合物的研究[D];武汉理工大学;2010年
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10 王方权;碳纤维填充聚合物多组分导电高分子复合材料的研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林静,刘丽敏,李长江,李福刚,郑红卫;炭黑-聚丙烯复合型导电高分子材料的电热性能研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年04期
2 王曼霞,赵稼祥;碳纤维的发展、问题与对策[J];玻璃钢/复合材料;2000年01期
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6 杨小平,荣浩鸣,陆泽栋;碳纤维导电复合材料的电学性能研究[J];材料工程;2000年09期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 翁建新;环氧树脂/石墨微片复合导电材料的研究[D];华侨大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李微微;“球—棒”状短碳纤维复合增强体设计及其环氧树脂基复合材料性能研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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1 于杰,王继辉,王钧;碳纤维/树脂基复合材料导电性能研究[J];武汉理工大学学报;2005年05期
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3 彭静,张军,蹇锡高,顾彪;低温等离子体在CF/树脂基复合材料中的应用[J];工程塑料应用;1998年11期
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3 庞清江;张前法;汤涛;;碳纤维Cage联合椎间打压植骨治疗腰椎滑脱症[A];2009年浙江省骨科学学术年会论文汇编[C];2009年
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9 刘军;杨毅夫;邵惠霞;陈卫华;熊跃;高峰;;一种新型Pt/碳纤维超微盘电极的制备[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
10 谢国君;项民;张琦;吕小军;刘冠洁;;模拟自然环境条件对碳纤维/环氧树脂复合材料的腐蚀研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 本报记者 刘小芬;碳纤维扶正千年古塔[N];广东科技报;2000年
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4 张家洲;化纤界目光投向碳纤维[N];中国石化报;2007年
5 实习记者 洪姝翌;中复神鹰:演绎碳纤维“中国神话”[N];江苏经济报;2010年
6 本报记者 刘霞;未来的汽车不怕撞[N];科技日报;2010年
7 记者 戴丽昕;碳纤维为国产大飞机“减重”[N];上海科技报;2007年
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9 本报记者 李宏乾;国家战略需求急需碳纤维配套[N];中国化工报;2008年
10 周昊 记者 李丽云;碳纤维国产化核心技术瓶颈终获突破[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙小刚;Ni-Mn-Ga/树脂基复合材料的相变、阻尼与磁致应变研究[D];上海交通大学;2011年
2 王建方;碳纤维在PIP工艺制备陶瓷基复合材料过程中的损伤机理研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
3 盛野;功能性纳米碳酸钙复合材料的合成研究[D];吉林大学;2006年
4 李国;腰椎前路碳纤维加强椎间融合器的研制和相关研究[D];第二军医大学;2004年
5 王共冬;树脂基复合材料计算机辅助成型工艺关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 秦明;热塑性聚芳醚酮类树脂基复合材料的制备及连接技术研究[D];浙江大学;2004年
7 刘丽妍;亚麻增强树脂基复合材料的开发与研究[D];天津工业大学;2005年
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9 徐福泉;碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究[D];中国建筑科学研究院;2001年
10 赵萍;CF/CNTs增强磷酸钙骨水泥复合材料及其生物相容性评价[D];山东大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘东;碳纤维树脂基复合材料机敏性研究[D];武汉理工大学;2002年
2 王丹;碳纤维/树脂基复合材料冲击损伤无损检测工艺研究[D];南昌航空大学;2011年
3 马海云;含二氮杂萘酮结构聚醚砚共混合金及复合材料的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
4 张巍;树脂基复合材料数控车床床身研究与分析[D];重庆大学;2012年
5 张媛;碳纤维双向包缠机概念设计[D];天津工业大学;2004年
6 刘军;碳纤维水泥基复合材料电性能及其改善的研究[D];汕头大学;2004年
7 孙强;无机粉体/异形纤维/树脂基复合材料的制备、表征及性能研究[D];北京服装学院;2012年
8 赵杨;湿热条件下树脂基复合材料层合结构刚度与强度研究[D];南京航空航天大学;2012年
9 李政;碳纤维/镀铜石墨—铜复合材料组织与性能研究[D];合肥工业大学;2004年
10 蔺新艳;碳纤维加固钢筋混凝土梁试验研究与分析[D];郑州大学;2004年
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