含有低熔点金属的聚合物基复合材料：组成、结构和性能
西南科技大学硕士研究生学位论文第IV页
目录
1绪论 (1)
1.1引言 (1)
1.2国内外研究现状 (2)
1.2.1导电复合材料的种类 (2)
1.2.2导电复合材料的导电机理 (6)
1.2.3导电复合材料的特性和应用 (8)
1.3现有研究存在的不足 (9)
1.4发展趋势 (10)
1.5论文研究概述 (10)
1.5.1研究内容 (10)
1.5.2研究目标 (10)
1.5.3拟解决的关键问题 (10)
1.5.4研究思路 (11)
1.5.5技术路线 (11)
1.5.6本课题的创新之处 (12)
2Cu粉含量对Cu/PA66复合材料性能的影响 (13)
2.1引言 (13)
2.2实验部分 (13)
2.2.1原材料 (13)
2.2.2材料制备 (13)
2.2.3性能表征 (14)
2.3结果及讨论 (15)
2.3.1复合材料中Cu的分布和形态 (15)
2.3.2体积电阻率 (15)
2.3.3Cu含量对复合材料流动性的影响 (16)
2.3.4Cu含量对复合材料冲击强度的影响 (17)
2.4本章小结 (18)
3低共熔Sn-Cu合金-Cu体积比对Cu/Sn-Cu合金/PA66复合材料的结构和性能的影响 (20)
西南科技大学硕士研究生学位论文第V页
3.1引言 (20)
3.2实验部分 (20)
3.2.1原材料 (20)
3.2.2材料制备 (21)
3.2.3结构表征和性能评价 (21)
3.3结果与讨论 (22)
3.3.1低共熔锡铜合金/铜粉比例（V Eut/V Cu）对复合材料中金
属填料分布和形态的影响 (23)
3.3.2V Eut/V Cu对复合材料中金属相组成的影响 (26)
3.3.3低共熔锡铜合金/铜粉比例对复合材料体积电阻率的影
响 (29)
3.3.4低共熔锡铜合金/铜粉比例对复合材料流动性的影响 . 30
3.3.5低共熔锡铜合金/铜粉比例对复合材料冲击强度的影响
(31)
3.4本章小结 (32)
4金属总含量对Cu/Sn-Cu合金/PA66复合材料的结构和性能的影响 34
4.1引言 (34)
4.2实验部分 (34)
4.2.1原材料 (34)
4.2.2材料制备 (35)
4.2.3性能表征 (35)
4.3结果及讨论 (36)
4.3.1金属总含量对复合材料中金属填料分布和形态的影响
(36)
4.3.2金属含量对复合材料体积电阻率的影响 (40)
4.3.3金属含量对复合材料流动性的影响 (41)
4.3.4金属含量对复合材料冲击强度的影响 (44)
4.4本章小结 (45)
5液态Sn/熔融聚乙烯复合体系在拉伸过程中Sn的纤维化及其机制 47
5.1引言 (47)
5.2实验部分 (47)
5.2.1原材料 (47)
5.2.2材料制备 (48)
西南科技大学硕士研究生学位论文第VI页
5.2.3形貌观察 (48)
5.3结果和讨论 (48)
5.3.1拉伸条件下复合材料的纤维化 (49)
5.3.2Sn的纤维化机制与颗粒尺寸的决定因素 (49)
5.4本章小结 (54)
结论 (55)
致谢 (57)
参考文献 (58)
攻读硕士学位期间的成果 (65)
西南科技大学硕士研究生学位论文第1页
1绪论
1.1引言
聚合物基复合材料作为纳米技术和复合材料领域最受重视的研究领域之一，经大量科研人员的研究，已经展现了它作为特种多功能材料的潜力[1, 2]。在聚合物基复合材料中，聚合物基导电复合材料成为最受重视的课题之一，因为，它具有良好的制造加工性能和广阔的应用领域（抗静电、自恢复保险丝、电磁屏蔽等）[3, 4]。
聚合物基导电复合材料的导电能力来自于填料构成的导电网络[3]。导电填料增加到一个临界值（渗滤阈值）时，导电网络开始形成，在渗滤阈值附近，复合材料的电导率可以增加几个数量级。此外，理论研究和实验结果都表明，渗滤阈值会随着导电填料长径比增加而降低[5-10]。因此，人们想到了利用长径比大的填料来降低渗滤阈值，提高导电性，但是，在复合材料加工过程中，长径比大的填料容易磨损仪器，并且自身也容易被破坏[11]。
另外，为了提高复合材料导电性，需要提高填料含量。但是，随着导电填料的含量提高，复合材料的加工性能会降低，力学性能变差[12]。为了克服这个问题，科研人员采取了低熔点金属作为填料的方法。因为，在聚合物加工温度区间，低熔点金属以液态形式存在，不会降低聚合物基导电复合材料的加工性能。但是，在加工过程中，低熔点金属含量较高（约百分之几）时，它会从聚合物中析出[13]。
文献[14, 15]分析了金属液体从低熔点金属/聚合物复合体系中析出的原因，认为原因之一是金属液体与聚合物在熔体粘度上的巨大差异。为了证实上述推测，需要研究粘度提高的金属液体与聚合物熔体的混合行为，但前提是获得粘度提高的金属液体。文献表明，金属悬浮体的粘度高于其中的分散介质[16, 17]。基于这一规律，我们提出了提高金属液体粘度的途径：将高熔点金属加入低熔点金属液体形成悬浮体。然而，预先制备金属悬浮体使复合材料制备工艺变得复杂，而且高温下金属的氧化增加了制备金属悬浮体的难度；此外，通过将高熔点金属直接加入低熔点金属液体难以获得高固含量的悬浮体。因此，有必要尝试将高熔点金属与低熔点金属同时加入聚合物基体制备