炭黑对玻纤环氧树脂复合材料导电性能和力学性能影响的研究开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目炭黑对玻纤/环氧树脂复合材料导电性能和力学性能影响的研究专业名称高分子材料与工程班级学号06013227学生姓名王向前指导教师李志鹏填表日期2010年3月22日一、选题的依据及意义：复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领

2、域，在近几年更是得到了飞速发展[1]。现代科技的迅猛发展，对电子材料的介电性能提出了越来越高的要求。希望能得到具有高介电系数、低损耗、易加工等综合性能优越的新型电子材料。对于制作电容器的材料而言，希望材料具有高的介电系数、高储能密度、低损耗、易加工的特性。导电高分子材料具有质量轻、柔韧性好、易于成型加工，可大面积成膜、原料来源广泛，电阻率可在较大范围内调节的特点。目前，导电高分子材料不仅在民用上被广泛应用于防静电、电磁渡屏蔽、蓄电池电极、有机晶体管等，而且在航空上，也可用于飞机机翼的防冰前缘、抗静

3、电油箱、飞机内电气元件等高分子导电复合材料有导电涂料、导电胶粘剂、导电弹性体、导电塑料等[2]。复合型导电高分子材料的导电性介于半导体和金属之间，甚至可与金属媲美，素有“合成金属”之美称，加工简单易行且成本较低，在国外己得到广泛应用，而且市场不断扩大，研究开发工作非常活跃。与传统的金属导体相比，复合型导电高分子材料具有质量轻、无锈蚀、易加工多种多样外型的产品，可以在大范围内根据使用需要调节材料的电学与力学性能、电热转换效率较高、宜于大批量工业化生产等优点。因此导电高分子材料在光电子器件、信息存贮、

4、能源、传感器、军事隐身技术等方面具有重要的应用。我国的复合型导电高分子材料研究起步较晚，发展较迅速，但制品无论种类、性能、制备技术及理论研究等方面均与发达国家有一定的差距。因此，复合型导电高分子材料的研究在我国仍具有很大的活力，市场潜力仍很大，应用前景广阔[3]。环氧树脂基复合材料的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度，广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨，1996年递增到14

5、3万吨，1997年为148万吨，1999年150万吨，2003年达到180万吨左右。我国从1975年开始研究环氧树脂，据不完全统计，目前我国环氧树脂生产企业约有170多家，总生产能力为50多万吨，设备利用率为80%左右。环氧树脂复合材料的制备一般要使用稀释剂对环氧树脂/石墨微片复合导电材料的研究发现稀释剂不利于环氧树脂复合材料获得较低的电阻率和较好的结构性能[6]。经过研究，改为在恒温箱中使环氧树脂升温降低粘度以分散填料，而不使用稀释剂，这种制备方法有利于复合材料获得较低的电阻率和较好的结构性能，

6、是环氧树脂材料的一种有意义的制备方法[4]。21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点，构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化，这将更充分的利用各方面的资源（技术资源、物质资源），紧密联系各方面的优势，以推动复合材料工业的进一步发展。开发具有良好的介电性能，同时又具有较高的力学强度和可加工性能的介电材料，研究具有高介电常数的聚合物基复合材料具有

7、十分重要的学术意义和实用价值。二、研究概况及发展趋势：2.1国内研究概况及发展趋势目前，高分子导电复合材料研究的发展趋势主要围绕以下方面。如何在提高复合材料导电性能的前提下，降低导电填料的用量;如何在加大导电填料用量以提高电导率的前提下，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;开发导电复合材料新品种，开发新的应用领域;复合材料多功能化，除了使其具有导电功能外，还使其具有优良的阻燃性、耐高温、耐腐蚀、耐磨擦等性能。高分子导电复合材料作为一种新兴的功能材料，不仅具有非常重要的理论研究价值

8、，而且具有极为广阔的应用前景，目前，国内报道的环氧树脂基导电复合材料的研究较少，其中大部分是关于导电胶的。在环氧树脂导电胶的研究上主要有：武汉理工大学王继军等通过实验分析确定影响短切碳纤维填充热固性树脂复合材料导电性的若干因素，在此基础上建立短切碳纤维/热固性树脂基复合材料的导电模型;并研究这种材料的电阻一温度特性，探讨导致短切碳纤维/热固性树脂基复合材料电阻-温度效应的主要原因，以更好地理解材料的导电机理。另外，还发现了这类材料的一种新的特殊效应一材料破坏时的电磁发射效应。四川大