熱塑性碳纖維在性能表現上與熱固性碳纖維不遑多讓,但獨特的可重復加工特性,讓它被寄予厚望,有望改善碳纖維產業的整體生產流程。CF/PPS復合材料就是目前重點研究的一種,全稱碳纖維增強聚苯硫醚復合材料,它的機械性能不必多說,來看看它在導電和導熱方面的性能表現吧。
 
CF/PPS復合材料低導電導熱性如何?
 
    CF/PPS復合材料的導電性如何?
 
    導電率是表示物質傳輸電流能力強弱的一種測量值,每種材料的導電率是有區別的。我們熟知的金屬材料就被很好的導電率,因此電器電線上主要以金屬材料為主。CF/PPS復合材料的導電率并不是出色,相比金屬來說相差甚遠。
 
    CF/PPS復合材料的電導率取決于幾個因素,包括碳纖維的體積分數、基體中纖維的排列和分布以及整體復合材料結構。我們知道碳纖維的成分主要是碳分子,與石墨相同,因此都具備不錯的導電效果,但是碳纖維復合材料則不然,因此有樹脂基體的存在,大幅降低了這種導電效果。
 
    當碳纖維被聚苯硫醚樹脂重復浸潤后,形成的CF/PPS復合材料中的碳纖維并不能組成完整的導電回路,樹脂部分具備的電絕緣性阻礙了電子沿著碳纖維方向的流動,因此導電率會大幅下降。
 
    CF/PPS復合材料的低電導率也并不是固定的,實際值可能會根據復合材料的成分和加工條件而變化。普遍認為CF/PPS復合材料的電導率范圍為10^-3至10^-6S/cm,而金屬的電導率通常約為10^6至10^7S/c,對比起來差距還是標明顯的。
 
CF/PPS復合材料低導電導熱性如何?
 
    CF/PPS復合材料的導熱性如何?
 
    介紹完導電率,再介紹一下導熱率,導熱率是表示材料熱傳導能力大小的物理量,同樣對比的還是金屬材料,它們的導熱率也比較高。CF/PPS復合材料的導熱率同樣不高。
 
    CF/PPS復合材料的導熱率受到多種因素的影響,包括碳纖維的體積分數、纖維取向和整體復合材料結構。同樣受到樹脂基體的影響,CF/PPS復合材料的導熱路徑被中斷,整體的導熱效果下降明顯。
 
    CF/PPS復合材料的低導熱系數的具體值,會根據復合材料的成分和加工條件而變化。普遍認為CF/PPS復合材料導熱系數在0.1至1.0W/m·K范圍內,而金屬的導熱率通常在10至400W/m·K左右,對比起來,還是金屬材料更勝一籌。
 
    雖然CF/PPS等熱塑性復合材料的導電導熱率并不出眾,但這既是缺點,同樣也是優點。列入CF/PPS復合材料就可以用作航天飛機的電絕緣性材料,屏蔽電子信號等。
 
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