碳纤维增强水泥基复合材料的制备及热电性能研究

• 作者: 杨伟军 谢金
• 来源期刊: 功能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纤维 增强水泥基复合材料 热电性能
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究·开发
• 页码范围: 4148-4152,4159
• 页数: 6页
• 分类号: TU528.582
• 字数: 5525字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2020.04.025

摘要

将不同含量(0.5％,1.0％,1.5％(质量分数))的碳纤维掺入到硫铝酸盐水泥基体中,制备了碳纤维增强水泥基复合材料.通过SEM、阿基米德排水测试法、四探针法等手段,研究了碳纤维含量对增强水泥基复合材料断面结构、抗弯强度、孔隙率、电导率、热导率和塞贝克系数的影响,并模拟太阳辐射进行了能量收集实验.结果表明,碳纤维均匀地分布在水泥基体中形成网格结构,碳纤维与水泥基体有很强的结合力.当碳纤维含量由0.5％(质量分数)增加到1.5％(质量分数)时,水泥基复合材料的抗压强度由71.36 MPa增加到106.51 MPa,增长了49.26％;孔隙率由0.8％增加到2.0％,增长了150.0％;电导率由0.0214 S/m增加到0.2408 S/m,增长了1025％;热导率由0.261 W/(m·K)减小到0.210 W/(m·K),减少了19.54％;塞贝克系数迅速增大,最大为1.22×104μV/K.当碳纤维含量为1.5％(质量分数)时,厚度为20 mm的水泥基复合材料每1 m2可输出5～6μW的功率;在400 min辐照下,试样表面温度迅速达到70℃左右,1 m2水泥基复合材料面板上收集到的能量高达8.1×10-6 J.由此可知,碳纤维含量的增加,极大地提高了碳纤维增强水泥基复合材料的热电性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨伟军	长沙理工大学土木工程学院	138	688	14.0	20.0
2	谢金	长沙理工大学土木工程学院	9	2	1.0	1.0