活性炭环氧梯度复合材料的直流电导率

　　活性炭功能梯度复合材料是一类具有独特性能的新型复合材料。它们的分级特性可以用于航天器的热保护，也可以用作热电转换器来节约能源。由于它们的多功能性，它们也广泛用于纳米、光电和热电材料。活性炭增强功能梯度复合材料的未来应用有望成为独特的材料，在航空航天、能源、汽车和结构工业等各个领域具有广泛的可能性。这些材料可用作气体吸附剂、探针、化学传感器、纳米管、纳米反应器等。

　　活性炭环氧梯度复合材料的测量方法

　　活性炭环氧树脂复合材料与纯环氧树脂相比，添加1%和5%体积的活性炭后，环氧树脂纳米复合材料的弯曲性能有所提高。与纯环氧树脂相比，观察到弯曲强度和模量显着增加。还研究了氢氧化钾和磷酸处理对活性炭环氧纳米复合材料的影响。两种复合材料的弯曲韧性都在0.79和0.92J之间。电阻率测量是使用静电计在28℃至150℃的温度范围内测量活性炭环氧树脂梯度样品的电阻(R)值。加热速率保持恒定在1℃/分钟。

　　活性炭样品的导电变化

　　活性炭环氧梯度复合材料在距外围不同距离处的密度。这表明与外围距离的增加会降低复合材料的密度。这是由于活性炭含量的减少。图1显示了活性炭粉末填充环氧树脂样品1的直流电导率随温度的变化。在该图中，直流电导率在108℃时增加，然后在112℃时变得恒定，直到128℃，然后突然增加直流电导率在128℃后升高，最高可达150℃。

　　图1：活性炭样品1的直流电导率随温度的变化。

　　活性炭复合材料样品2的直流电导率随温度的变化在图2显示。该图表明，在高达98℃时，直流电导率没有增加。在106℃之后，随着温度的升高，直流电导率突然增加，并且在138℃的温度下发现了一个峰值。该图显示，在所有温度下，随着活性炭粉末含量的增加，直流电导率增加。另一个重要的观察结果是，随着活性炭粉末含量的增加，峰值向高温侧移动。

　　图2：活性炭样品2的直流电导率随温度的变化。

　　增强电导率当活性炭含量的体积百分比增加或减少时，材料表现出电阻率的变化。随着温度的升高，加热会影响聚合物材料的导电性。与较大结构的炭黑聚集体相比，随着温度的升高，聚合物会膨胀，并且聚集体之间的颗粒间距离会增加，这会导致导电网络的破坏，因此电阻率会随着温度的升高而增加。

　　活性炭环氧梯度复合材料的直流电导率值从样品1到样品2增加。这表明存在渐变结构。活性炭含量的增加增加了直流电导率。在不同样品的直流电导率图中观察到不同的转变点。随着活性炭含量的增加，转变温度向较低的一侧移动。活化能随着样品中活性炭含量的增加而降低。实验结果发现这种材料可以开发用于所需的电气应用，渐变聚合物复合材料表现出可变电阻率行为，可在电磁屏蔽、抗静电、耐腐蚀涂层、导电能力、发光设备、电池和传感器方面具有潜在应用。