具有PTC效应的 (碳黑-石墨) /LLDPE复合材料的电气和电热特性
Eduard-Marius Lungulescu1, Cristina Stancu2, Radu Setnescu1,3
1National Institute for Research and Development in Electrical Engineering ICPE-CA, 313 Splaiul Unirii, 030138 Bucharest, Romania.
本研究探讨了用于正温度系数 (PTC) 应用的线性低密度聚乙烯 (LLDPE) 中的碳黑和石墨. 复合材料显示出有希望的自我调节和电流限制,在特定的填充剂度下发现最佳性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 与HDPE相比,线性低密度聚乙烯 (LLDPE) 在正温度系数 (PTC) 应用中研究较少,尽管它具有潜在的灵活性.
- 了解LLDPE复合材料的电气和电热行为对于开发新型PTC材料至关重要.
研究的目的:
- 研究用碳黑 (CB) 或CB和石墨混合物填充的LLDPE复合材料的电性能和电热行为.
- 探索这些复合材料在PTC应用中的潜力,重点是自我调节和当前限制.
主要方法:
- 固态粉末混合,然后进行热成型以制备复合材料.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于结构特征.
- 直流 (DC) 和交流电 (AC) 导电性测量.
- 电阻-温度曲线和差分扫描热量计 (DSC).
- 温度与时间对比实验,以评估自我调节和电流限制.
主要成果:
- 观察到CB/LLDPE复合材料的透值约为8% (w).
- 填充剂度增加增加了交流电导率,电容性和损耗因子.
- PTC行为取决于填充剂度,最佳范围为14-19%.
- 加上石墨可以提高导电性和PTC行为.
- 复合材料表现出有效的温度自我调节和电流/电压限制,平衡温度不超过80°C,高电压时电流下降显著.
结论:
- 结晶性不是LLDPE复合材料中PTC机制的唯一决定因素;特定的填充剂-矩阵相互作用是显著的.
- 该研究强调了LLDPE复合材料中用于低温应用的自我限制和中断性能的组合控制潜力.
- 这些材料在需要温度自我调节和电流限制的应用中提供了有前途的性能.
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