本章节主要介绍了三种材料的制备方法,分别是炭黑/PU、碳纳米管/PU和炭黑/碳纳米管/PU。通过改变导电填料的含量,可以得到不同电阻率值和灵敏度值的材料,并将不同导电填料含量的材料之间的电学性能和传感性能进行了对比。

首先介绍炭黑/PU材料。该材料制备简单,成本低廉,可以通过改变炭黑的含量来调节电阻率和灵敏度。通过实验发现,当炭黑的含量为10%时,材料的电阻率最小,灵敏度最高。这是因为在这个含量下,材料中炭黑颗粒之间的接触面积最大,电子易于在颗粒间传播,从而使电阻率最小。但是,当炭黑含量过高时,颗粒聚集,形成孔隙,导致电阻率升高,灵敏度下降。

其次是碳纳米管/PU材料。该材料的导电性能比炭黑/PU材料更好,因为碳纳米管具有更好的导电性能。实验结果表明,在碳纳米管含量为0.6%时,材料的电阻率最小,灵敏度最高。这是因为在这个含量下,碳纳米管之间的接触面积最大,电子在其间易于传播,从而导致电阻率最小。但是,当碳纳米管含量过高时,碳纳米管之间的相互作用会导致其聚集,形成孔隙,从而使电阻率升高,灵敏度下降。

最后是炭黑/碳纳米管/PU材料。该材料的制备过程较为复杂,但是其导电性能和灵敏度均优于前两种材料。实验结果表明,在炭黑含量为5%,碳纳米管含量为0.3%时,材料的电阻率最小,灵敏度最高。这是因为这种比例下,炭黑和碳纳米管之间的相互作用最佳,能够形成最密集的网络结构,从而使电子能够在整个材料中传播,导致电阻率最小。但是,当炭黑和碳纳米管含量过高时,会导致材料的孔隙率增加,从而使电阻率升高,灵敏度下降。

综上所述,通过改变导电填料的含量,可以得到不同电阻率值和灵敏度值的材料。在炭黑/PU、碳纳米管/PU和炭黑/碳纳米管/PU三种材料中,炭黑/碳纳米管/PU材料的导电性能和灵敏度均优于前两种材料。因此,在实际应用中,可以根据需要选择不同的材料制备方法来得到最优的电学性能和传感性能

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