估算部分界面的导电性及其对碳纳米纤维填充样品隧穿导电性的影响

《Polymer Composites》：Estimating the Conductivity of a Partial Interphase and Its Impact on the Tunneling Conductivity of Carbon Nanofiber-Filled Samples

碳纳米纤维复合材料的界面缺陷（?）显著影响有效导电性，通过分析纤维长度（Lc）和直径（d）的临界值（Lc=2μm，d=40nm）与界面缺陷的关系，结合扩展的Jang-Yin模型验证了导电传递机制，发现Lc>14μm或d<10nm时材料绝缘，需优化界面工程提升性能。

　　

摘要

一个良好的界面层能够有效地将碳纳米纤维（CNFs）的导电性传递给周围介质，而一个质量较差的界面层则无法实现这一点，从而降低了复合材料的导电性。因此，评估界面层对样品导电性的影响至关重要。在本文中，基于碳纳米纤维的尺寸和界面层的厚度，研究了部分界面层（?）对碳纳米纤维填充复合材料（PCNFs）导电性的影响。然后利用参数?来估算将导电性完全传递给周围介质所需的最小碳纳米纤维长度L_{c，该长度决定了PCNFs中碳纳米纤维的有效体积分数和反长径比。此外，通过引入部分界面层和隧穿效应产生的电阻，对Jang-Yin模型进行了扩展，以预测PCNFs的有效导电性。系统地分析了各种因素对?、网络分数和有效导电性的影响，并对其进行了合理解释。此外，还用实验数据验证了该先进模型的预测结果。当Lc为2微米且接触直径（d）为40纳米时，PCNFs的有效导电性可达0.022西门子/米。然而，当Lc小于14微米或d小于10纳米时，复合材料会呈现绝缘性。因此，减小Lc并增加接触直径对于提高有效导电性至关重要。}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。