導(dǎo)電水泥復(fù)合材料接地模塊的制備及性能
由于石墨的加入會(huì)大大地降低水泥基體強(qiáng)度,因此,,需要在加入石墨同時(shí)還需加入某種纖維進(jìn)行強(qiáng)度增強(qiáng)。本文選用物理力學(xué)性能較好的玄武巖纖維材料,,在水泥砂漿中均勻地?fù)饺胄鋷r纖維材料來提高復(fù)合水泥材料制品的抗拉強(qiáng)度抗裂強(qiáng)度和韌性。為了降低導(dǎo)電水泥的密度,本文選用了兩種途徑,一是在石墨-水泥中添加聚苯乙烯顆粒,,二是采用物理發(fā)泡法和雙氧水化學(xué)發(fā)泡法對石墨-水泥漿料進(jìn)行發(fā)泡。因此,,本文首先采用石墨作導(dǎo)電相,,水泥作膠凝材料制備密實(shí)型石墨-水泥導(dǎo)電接地模塊,考察了不同石墨含量的添加對復(fù)合材料力學(xué)性能和電學(xué)性能的影響;接著通過在石墨-水泥漿料中添加聚苯乙烯顆粒和玄武巖纖維來實(shí)現(xiàn)降低試件密度和增強(qiáng)試件強(qiáng)度,,得到了聚苯乙烯顆粒和玄武巖纖維的最佳添加粒徑和最佳添加量;然后采用物理發(fā)泡方法研究高性能,、輕質(zhì)量導(dǎo)電水泥接地材料的制備工藝,;最后采用聚乙烯醇、十二烷基磺酸鈉及聚乙烯吡咯烷酮作穩(wěn)泡劑進(jìn)行雙氧水化學(xué)發(fā)泡來制備輕質(zhì)量的導(dǎo)電水泥接地模塊,,并對它們的電阻率,、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及干密度作了進(jìn)一步比較,。主要結(jié)果和結(jié)論如下:
1.研究了不同石墨含量的添加對水泥基復(fù)合材料電阻率,、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及干密度的影響,。結(jié)果表明:
1)摻入石墨的導(dǎo)電水泥,,導(dǎo)電性與石墨摻量有關(guān),石墨摻量越大,,導(dǎo)電性越好,,但石墨摻量過大反而會(huì)嚴(yán)重影響材料的強(qiáng)度。為了保證導(dǎo)電水泥的強(qiáng)度,,石墨摻量不能過大,。
2)當(dāng)石墨摻量加大時(shí),密實(shí)型石墨-水泥導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻率和干密度雖有顯著降低,,但同時(shí)也導(dǎo)致材料抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的降低,。當(dāng)石墨含量為50%時(shí)制備的導(dǎo)電水泥接地材料具有較好的力學(xué)性能和電學(xué)性能。
2.固定石墨摻量為50%,,考察聚苯乙烯顆粒和玄武巖纖維的添加對導(dǎo)電水泥力學(xué)性能和電學(xué)性能的影響,。結(jié)果表明,當(dāng)石墨摻量為50%時(shí),,以摻入1~2mm聚苯乙烯顆粒和2.5%玄武巖纖維的導(dǎo)電水泥的物理性能最佳,。
3.采用物理發(fā)泡法制備的石墨-水泥導(dǎo)電接地試樣,硬化凝結(jié)時(shí)間較長,,內(nèi)部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為:孔徑小,、大小均勻、球形度高,、強(qiáng)度高,、泡孔間連通率低。
4.接地模塊廠家說采用雙氧水化學(xué)發(fā)泡法制備的石墨-水泥導(dǎo)電接地復(fù)合材料的電阻率,、抗壓強(qiáng)度,、抗折強(qiáng)度及干密度均隨摻入聚合物品種不同而差異較大。其中,在石墨摻量為50%的條件下,,當(dāng)采用聚乙烯吡咯烷酮作穩(wěn)泡劑配制而成的發(fā)泡劑發(fā)泡時(shí)形成的氣孔細(xì)小,,呈球型封閉且孔徑分布均勻,可減小應(yīng)力集中,,提高材料的力學(xué)性能,。相同試驗(yàn)條件下,采用聚乙烯醇和十二烷基磺酸鈉制備而成的石墨-水泥導(dǎo)電接地復(fù)合材料,,發(fā)泡后漿料凝結(jié)時(shí)間與氣泡穩(wěn)定時(shí)間不同步,,導(dǎo)致氣泡長大后破裂,降低了材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能,。
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