纳米石墨/聚乙烯复合材料电导性能微结构调控仿真研究

本文主要探讨了"纳米石墨/聚乙烯复合材料电导特性模拟仿真"这一主题，发表于2014年的哈尔滨理工大学学报第19卷第1期。作者韩宝忠等人旨在深入研究纳米石墨在复合材料中的电导性能，尤其是在考虑其添加量、径厚比以及取向程度等关键参数时的影响。 研究的核心内容是通过仿真计算，构建了一系列具有不同微结构的纳米石墨/聚乙烯复合材料模型。这些模型的设计目的是为了探索在外部直流电场作用下，复合材料电导率的变化规律。作者使用COMSOL仿真软件，采用有限元法来模拟电流密度在复合材料内部的分布情况，从而获取电流密度和电导率的数据。 研究发现，当纳米石墨的体积分数保持不变时，复合材料的电导率会随着纳米石墨的径厚比的增大而显著提升。这是因为更大的径厚比意味着更多的接触面积，有利于电子的传输，从而提高电导性能。另一方面，随着纳米石墨沿外施电场方向的取向程度增加，复合材料的导电性也随之增强。这表明定向排列的纳米石墨可以有效地改善复合材料的整体导电性。 这项研究对于理解纳米石墨如何影响聚乙烯复合材料的电导特性具有重要的理论价值和实践意义，因为它揭示了通过调控纳米石墨的微观结构，可以有效地调控复合材料的电导性能，这对于材料科学家和工程师来说，为优化材料设计和制造提供了科学依据。 关键词包括"纳米石墨"、"聚乙烯"、"电导"和"仿真"，这些关键词反映了研究的主要内容和方法。文章的中图分类号为TM201.4，文献标志码为A，文章编号为1007-2683(2014)01-0090-05，显示出该研究已被广泛认可并纳入相关学术领域的标准引用体系。 这项工作不仅提供了对纳米石墨/聚乙烯复合材料电导性质的深入理解，也为相关领域的材料科学研究和技术应用开辟了新的思路和可能性。