复合导电高分子材料微观网络结构及导电行为仿真分析.pdf

高 电压技术 第 38卷 第 9期 2012年 9月 30日 H ighVoltageEngineering，Vo1．38，No．9，September30，2012 复合导电高分子材料微观网络结构 及导电行为仿真分析 徐 晓英 ，王世安 ，王 辉 (1．武汉理工大学物理系，武汉 430070；2．武汉文献情报 中心，武汉 430070) 摘 要：导电填料的形貌、尺寸、材料特性及导电填料之间、导电填料与基体之间的相互作用等因素，均能对复合 导电高分子材料的导电行为产生重要的影响。为此，通过建立球状导电填料填充的复合导电高分子材料微观结构 模型，利用Matlab计算软件，仿真分析了复合导电高分子材料的导电行为即渗流现象，研究了导电填料的粒径大 小和体积分数对复合导 电高分子材料导 电特性的影响。研究结果表明，该仿真模型能够从整体上反映复合导 电高 分子材料的导电特性，并能推广到其他形貌的导电填料的情况以及三维领域。 关键词 ：复合导电高分子材料；微观；渗流理论；数值模型；导电行为；体积分数 D0I：1O．3969／j．issn．1003—6520．2012．。g．011 文章编号 ：1003—6520(2012)09—2221一O9 SimulationAnalysisontheM icro—networkStructureandConducting BehaviorofConductivePolymerComposites XU Xiaoying ，W ANG Shi’an ，W ANG Hui (1．DepartmentofPhysics，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China； 2．W uhanDocumentationandInformationCenter，W uhan430070，China) Abstract：Themorphology，size，andmaterialpropertiesofcompositeconductivepolymerconductivefiller，along withtheinteractionamong theconductive fillerparticlesandthematrix，haveimportantimpactson thefillers conductivebehavior． Establisheing amicro—structuralmodelofthecompositeconductivepolymerwith spherica1 conductivefillers，wesimulated and analyzed theconductivebehaviorofthecomposite conductive，mainly，the percolationphenomenon，bytheMatlabsoftware．Moreover。westudiedtheeffectofconductivefillerparticlesize andvolumefractionofcomposite electricalpropertiesofconductive polymermaterialsonthe fillersconductive behavior．Itisconcludedthatthesimulationmodelcanreflectelectricalpropertiesofcompositeconductingpolymer materials，andcanbeextendedtootherconductivefillermorphologiesorthree—dimension． Keywords：conductivepolymercompositesimicroscopic；percolationtheory；numericalmodel；conductivebehavior： volulmefracti0n