温度对导电硅橡胶电阻特性的影响
硅橡胶的特性
硅橡胶的特性硅橡胶硅橡胶的性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由Si-O-Si键组成，具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能。
当生胶侧链中引入少量苯基，可改善橡胶的耐低温性能；引入γ-三氟丙基，可提高耐油、耐溶剂性能。
主链中引入亚芳基可提高耐用辐照及机械性能等。
此外硅橡胶以白炭黑及金属氧化物等作填料，以有机硅化合物（硅氧烷或硅烷）作结构控制剂，并使用特定的改性添加剂，过氧化物硫化剂以及配合成型工艺等。
因而，硅橡胶不仅具有一系列不同于有机橡胶的特性，而且硅橡胶之间的性能也可有相当差异。
1、耐热性硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多,在150℃下其物理机械性能基本不变,可半永久性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短时间使用.因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。
2、耐候性硅橡胶主链中无不饱和键,加之Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，因而无需任何添加剂，即具有优良的耐候性.在臭氧中发生电晕放电时，有机橡胶很快老化，而对硅橡胶则影响不严重.长时间暴露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化不大，经户外曝晒试验数十年，未发现裂纹或降解发黏等老化现象。
3、电气特性硅橡胶具有优良的电绝缘性能，其体积电阻高达1×（1014～1016）Ω.cm,抗爬电性10～30min(特殊品级可达3.5kv/6h),抗电弧性80～100s(特殊品级可达到420s);表面电阻为(1～10) ×1012Ω.cm;导电品级可达1×（10-3～107）Ω.cm;介电损耗角正切(tgδ)小于10-3,介电常数2.7～3.3(50Hz/25℃),介电强度18～36KV/mm,而且在很宽的温度及频率范围内变化不大.甚至浸入水中后,电性能也很少降低,十分适合用作电绝缘材料.硅橡胶对高压下的电晕放电及电弧具有优良的阻尼作用。
4、压缩永久变形压缩永久变形性是硅橡胶在高、低温条件下作垫圈使用时的重要性能.二甲基硅橡胶的压缩永久变形性较差，在150℃下压缩22h 后形变值高达60%左右.但是甲基乙烯基硅橡胶,特别是使用烷基系列过氧化物硫化的制品,具有优良的压缩永久变形性,其形变值可在20%以下.二段硫化条件对压缩永久变形值也有很大的影响,亦即二段硫化温度愈高,压缩永久变形值愈低.为了改进硫化胶制品的压缩永久变形性,还可在胶料中添加氧化汞、氧化镉、氧化锌及醌类化合物等。
硅橡胶的特性
硅橡胶的特性硅橡胶的性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由si-o-si键组成，具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能。
当生胶侧链中引入少量苯基，可改善橡胶的耐低温性能；引入γ-三氟丙基，可提高耐油、耐溶剂性能。
主链中引入亚芳基可提高耐用辐照及机械性能等。
此外硅橡胶以白炭黑及金属氧化物等作填料，以有机硅化合物（硅氧烷或硅烷）作结构控制剂，并使用特定的改性添加剂，过氧化物硫化剂以及配合成型工艺等。
因而，硅橡胶不仅具有一系列不同于有机橡胶的特性，而且硅橡胶之间的性能也可有相当差异。
1、耐热性硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多,在150℃下其物理机械性能基本不变,可半永久性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短时间使用.因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。
2、耐候性硅橡胶主链中并无不饱和键,加之si-o-si键对氧、臭氧及紫外线等十分平衡，因而无须任何添加剂，即为具备优良的耐候性.在臭氧中出现电晕振动时，有机橡胶很快老化，而对硅橡胶则影响不轻微.长时间曝露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化并不大，经户外暴晒试验数十年，未辨认出裂纹或水解播发粘等老化现象。
3、电气特性硅橡胶具有优良的电绝缘性能，其体积电阻高达1×（1014～1016）ω.cm,抗爬电性10～30min(特殊品级可达3.5kv/6h),抗电弧性80～100s(特殊品级可达到420s);表面电阻为(1～10)×1012ω.cm;导电品级仅约1×（10-3～107）ω.cm;介电损耗角正弦(tgδ)大于10-3,介电常数2.7～3.3(50hz/25℃),介电强度18～36kv/mm,而且在很宽的温度及频率范围内变化不大.甚至浸入水中后,电性能也很少降低,十分适合用作电绝缘材料.硅橡胶对高压下的电晕放电及电弧具有优良的阻尼作用。
4、压缩永久变形放大永久变形性就是硅橡胶在低、低温条件UX21LI2677E垫圈采用时的关键性能.二甲基硅橡胶的放大永久变形性极差，在150℃下放大22h后应力值低超过60%左右.但是甲基乙烯基硅橡胶,特别就是采用烷基系列过氧化物硫化的制品,具备优良的放大永久变形性,其应力值可以在20%以下.二段硫化条件对放大永久变形值也存有非常大的影响,亦即为二段硫化温度愈低,放大永久变形值愈高.为了改良硫化胶制品的放大永久变形性,还可以在胶料中嵌入氧化汞、氧化镉、氧化锌及醌类化合物等。
硅橡胶使用温度范围
硅橡胶使用温度范围硅橡胶是一种高分子材料，具有优异的耐温性、耐氧化性、耐辐射性、耐臭氧性等特性，因此被广泛应用于各种高温、特殊环境下的密封、绝缘、防护、制品制作等领域。
下面将对硅橡胶使用温度范围进行详细介绍。
一、硅橡胶的性能特点硅橡胶是一种由有机硅和烷基硅氧烷组成的聚合物，具有以下特性：1. 耐温性好：硅橡胶的耐高温性能非常优异，可以承受高达300℃以上的高温环境，短时间甚至可以承受500℃的高温。
此外，硅橡胶的耐低温性能也非常好，在极低温度下仍能保持良好的弹性和硬度。
2. 耐氧化性好：硅橡胶能够在空气中长时间使用而不会发生氧化分解，不会脆化、老化和变质，因此在长期暴露于空气中的高温环境下依然可以保持良好的性能。
3. 耐辐射性好：硅橡胶的分子结构和化学特性使其能够耐受辐射和大剂量的γ射线照射，因此被广泛应用于核电站内部的密封、管道等部件的制作。
4. 耐臭氧性好：硅橡胶能够在臭氧环境下长时间使用而不发生空气老化和龟裂，因此在制造电子元件、汽车零部件等领域被广泛应用。
5. 耐化学腐蚀性好：硅橡胶具有较好的耐酸碱、耐油、耐溶剂、耐腐蚀性能，因此被广泛应用于制造化学反应器、输送管道等领域。
6. 机械性能好：硅橡胶具有比一般橡胶更好的抗压强度和抗拉强度，同时带有良好的弹性和软度。
由于硅橡胶具有优异的耐温性能，因此其使用温度范围非常广泛，可应用于高温、低温等各种特殊环境下的制品制作。
1. 高温环境下的使用范围：硅橡胶本身具有耐高温的性能，可以承受高达300℃以上的高温环境，因此被广泛应用于高温密封、高温管道等领域。
2. 低温环境下的使用范围：硅橡胶的耐低温性能也非常好，在极低温度下仍能保持良好的弹性和硬度，因此在低温绝缘、低温导电、低温密封等领域应用广泛。
三、总结。
硅胶的特性解读
硅胶的特性又分为粗孔硅胶和细孔硅胶硅胶既可吸附水分，又可吸乙炔和二氧化碳。
随着温度的降低，首先吸附是水分(常温即可，约为25℃)，其次是乙炔和二氧化碳(温度越低，吸附能力越强)。
以吸附水分为例粒度/mm4～8 常温动吸附容量/%6～8 干燥后空气含水量/g·m-3 0.03 干燥后空气露点/℃ -52再生温度/℃140～160硅胶对水的吸附容量较大，再生温度较低，价格便宜，故空分装置中硅胶主要用作吸附水分，在低温下也用来吸附二氧化碳和乙炔。
它的缺点是粉末较多。
硅胶有粗孔和细孔两种，二者孔径不同。
粗孔硅胶孔径是5～10nm(1nm=10-9m，叫纳米)，每克硅胶的比表面积有100～300m2/g之多。
它的吸水能力强，且吸水后不易破碎，机械强度好，常用在干燥器中吸附水分。
细孔硅胶孔径是2.5～4nm，比表面积为400～600m2/g。
常用来吸附二氧化碳和乙炔，吸附水分易破碎。
二氧化碳吸附器的吸附过程是在-110～-120℃低温下进行的，吸附二氧化碳的效果较好，还同时能吸附乙炔。
因温度低于-130℃以下将有二氧化碳固体析出，固体二氧化碳不仅不能被硅胶所吸附，而且会堵塞吸附器。
吸附乙炔是在液空、液氧吸附器中进行的，其吸附温度在-170～-180℃左右。
橡胶的特点和用途简介硅橡胶高聚物分子是由Si-O（硅-氧）键连成的链状结构，其主要组成是高摩尔质量的线型聚硅氧烷。
由于Si-O-Si键是其构成的基本键型，硅原子主要连接甲基，侧链上引入极少量的不饱和基团，分子间作用力小，分子呈螺旋状结构，甲基朝外排列并可自由旋转，使得硅橡胶比其他普通橡胶具有更好的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等。
典型的硅橡胶即聚二甲醛硅氧烷，具有一种螺旋形分子构型，其分子间力较小，因而具有良好的回弹性，同时指向螺旋外的甲醛基可以自由旋转，因而使硅橡胶具有独特的表面性能，如憎水性及表面防粘性。
下面列出了硅橡胶的主要特点和用途。
耐热性：硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150度下几乎永远使用而无性能变化；可在200度下连续使用10，000小时；在350度下亦可使用一段时间。
硅橡胶绝缘电阻
硅橡胶是一种常用于电气绝缘的材料，具有较好的绝缘性能和耐高温性能。
硅橡胶作为电气绝缘材料时，其绝缘电阻主要取决于以下几个因素：
1.材料纯度：硅橡胶的纯度会直接影响其绝缘性能，纯度越高，通常绝缘电阻就越好。
2.材料厚度：一般来说，绝缘材料的厚度越大，其绝缘电阻就会越高。
厚度较大的硅橡胶
层会提供更好的绝缘效果。
3.工作温度：硅橡胶具有良好的耐高温性能，但在高温下可能会影响其绝缘性能，因此在
设计电气绝缘系统时需要考虑工作温度对绝缘电阻的影响。
4.环境条件：环境中的湿度、化学物质等因素也会对硅橡胶的绝缘性能产生影响，特别是
在潮湿环境下，绝缘电阻可能会降低。
总的来说，硅橡胶作为电气绝缘材料，通常具有较高的绝缘电阻，可以有效地隔离电器设备和外部环境，确保电气设备的安全运行。
在实际应用中，可以根据具体的工程要求和环境条件选择合适的硅橡胶材料以确保良好的绝缘性能。
导电硅橡胶研究概况
接触形成 通路 的结果 。使体 系 内形 成最 大 的导 ］ 电 网络 是提 高导 电性 能 的关 键 。
Ｓ ａｉｂｉ ７ 为导 电粒子 在高分 子基 ｃｒ ｒ ｋＲ Ｍ＿认 ｓ ｃ ］ 体 中是无 序分 布 的 ， 电流 只 能通 过 互相 接 触 的导 电粒子 ， 电导率 （ ） 导 电粒 子 体积 分 数 （ 的关 』与 Ｄ ）
能 均较优 。
混合 物为 导 电填料制 备 出导 电硅橡胶 。试 验结果 表 明 ， 电硅橡 胶 的电阻 随着温 度 的升高 而降低 ， 导 导 电粒子 含量 越大或 混合 导 电填料 中石 墨所 占比
例越 大 ， 电硅 橡胶 电阻 的热稳 定性 越好 。 导 ３ 导 电硅橡 胶 的电学特 性
杨 绪迎 等［］ 乙炔 炭 黑 （ 号 为 ２ ０ 、 １将 Ｂ 牌 ５ Ｇ） 炭 黑 Ｎ２ ４和炭黑 Ｎ２ ３ 别加 入硅 橡胶 中 ， 现 乙 ３ ９分 发
０７ ． ． ～Ｏ ８时 ， 电硅橡 胶 的 电 阻率 下 降到 １ ０ 导 ．×
１ Ｑ · ｍ， 较稳定 。 ０ ｃ 且
粉 末 填 充 型 和非 金 属 粉 末 填充 型 ， 用 的 导 电填 料 有 银 粉 、 粉 、 银 镍 粉 、 墨 、 黑 、 纳米 管和 导 电纤 维 等 。提 高 常 镍 镀 石 炭 碳 硅 橡 胶 导 电性 能 的 途 径 主 要有 开 发 新 型 导 电填 料 、 导 电填 料 进 行 表 面 改性 和 优 化 加 工 工 艺 。 对 关 键 词 ： 电 硅 橡 胶 ； 电机 理 ； 电填 料 ； 导 导 导 电学 特 性 中 图 分类 号 ： Ｑ３ ３ ９ ； Ｑ３ ０ ３ Ｔ ３．３Ｔ ３．８ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ ０ ８ Ｏ ２ ０ ） ７０ ４ —４ ｉ ０ — ９ Ｘ（ ０ ９ ０ —４ ３０
硅橡胶特性
硅橡胶特性硅橡胶亦聚物分子是由SI-O （硅-氧）键连成的链状结构。
SI-O 键是443.5KJ/MOL ，比C-C 键能（355KJ/MOL ）高得多，且因其独特分子结构，使得硅橡胶比其他普通橡胶具有更好的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等。
典型的硅橡胶即聚二甲荃硅氧烷，具有一种螺旋形分子构型，其分子间力较小，因而具有良好的回弹性，同时指向螺旋外的甲荃可以自由旋转，因而使硅橡胶具有独特的表面性能，如憎水性及表面防粘性。
耐热性：硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150 度下几乎永远使用而无性能变化；可在200 度下连续使用10，000小时；在350 度下亦可使用一段时间。
广泛应用于要求耐热的场合：热水瓶密封圈压力锅圈耐热手柄耐寒性：普通橡胶晚点为-20度~-30 度，即硅橡胶则在-60度~-70 度时仍具有较好的弹性，某些特殊配方的硅橡胶还可承受极低温度。
低温密封圈耐侯性：普通橡胶在电晕放电产生的臭氧作用下迅速降解，而硅橡胶则不受臭氧影响。
且长时间在紫外线和其他气候条件下，其物性也仅有微小变化。
户外使用的密封材料电性能：硅橡胶具有很高的电阻率且在很宽的温度和频率范围内其阻值保持稳定。
同时硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性。
高压绝缘子、电视机高压帽、电器零部件导电性：当加入导电填料（如碳黑）时，硅橡胶便具有导电性键盘导电接触点、电热元件部件、抗静电部件、高压电缆用屏蔽、医用理疗导电胶片导热性：当加入某些导热填料时，硅橡胶便具有导热性散热片、导热密封垫、复印机、传真机导热辊抗辐射性：含有苯基的硅橡胶的耐辐射大大提高电绝缘电缆、核电厂用连接器等阻燃性：硅橡胶本身可燃，但添加少量抗燃剂时，它便具有阻燃性和自熄性；且因硅橡胶不含有机卤化物，因而燃烧时不冒烟或放出毒气。
各种防火严格的场合透气性：硅橡胶薄膜比普通橡胶及塑料打腊膜具有更好的透气性。
其另一特征就是对不同的透气率具有很强的选择性。
气体交换膜医用品、人造器官现在很多人用NBR 来代替Silicon ，因为NBR 的价格比Silicon 低很多，但是性能差不多，但是NBR 一般做成黑色。
硅橡胶介质损耗因数
硅橡胶介质损耗因数硅橡胶是一种广泛应用于电子、电力、通信等领域的介质材料，其具有良好的电绝缘性能、耐高温性、耐磨性和耐化学品侵蚀等优点。
然而，随着高频电力电子技术的快速发展，硅橡胶的介质损耗因数逐渐引起了人们的关注。
所谓介质损耗因数，是指介质在电磁场中发生能量损耗的程度。
它直接影响着电力传输、信号传输和电磁波传播时的能量损耗和信号失真情况。
而硅橡胶作为一种电介质材料，其介质损耗因数往往决定着其在高频电子设备中的使用性能。
硅橡胶的介质损耗因数主要受到以下几个因素的影响：首先，硅橡胶的化学成分对其介质损耗因数具有重要影响。
硅橡胶的主要成份是硅酮键(Si-O-Si)和碳氢键(C-H)，其中硅酮键是一种非极性键，对电磁场的损耗较小，而碳氢键是一种非饱和键，对电磁场的损耗较大。
因此，硅橡胶中的碳氢键含量越高，其介质损耗因数就越大。
其次，硅橡胶的填料对其介质损耗因数也有一定影响。
填料是硅橡胶的一种重要组成部分，可以增加硅橡胶的机械性能和热稳定性。
然而，大部分填料都会对硅橡胶的介质损耗因数产生一定的影响。
例如，金属填料如铝粉会增加硅橡胶的电导率，从而增加其导电损耗；而高分子填料如纳米颗粒则会增加硅橡胶的分子摩擦损耗，从而增加其介质损耗因数。
再次，硅橡胶的工艺参数也对其介质损耗因数有所影响。
硅橡胶的制备工艺包括橡胶混炼、硫化和加工等环节，每个环节的参数设置都可能对其介质损耗因数产生一定的影响。
例如，在硫化过程中，硫化温度过高会导致硅橡胶中的交联链断裂，从而增加介质损耗因数；而过低的硫化温度则可能导致硅橡胶中的二硫键形成不完全，从而影响介电性能。
最后，硅橡胶的使用环境也会对其介质损耗因数产生一定的影响。
例如，在高温环境下，硅橡胶的分子链可能发生断裂或结晶，从而增加介质损耗因数；而在湿润环境中，硅橡胶可能吸湿膨胀，从而增加介质的分子摩擦损耗，进而增加介质损耗因数。
综上所述，硅橡胶的介质损耗因数受到化学成分、填料选择、工艺参数和使用环境等多个因素的综合影响。
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比拟的一系列优异性能。因此 , 对于以硅橡 胶为基体的导电橡胶的 - T 关系的研究具 有重要意义。本文对导电硅橡胶在不同热处 理温度条件下的 - T 关系进行了研究, 并 从理论上对实验结果进行了分析。
1
实验
1. 1 原材料 GMX332 型液体硅橡胶 , 成都有机硅研 究中心生产; 交联剂 , 正硅酸乙脂; 催化剂, 二 月桂酸二丁基锡; 导电粒子, 石墨和炭黑的混 合粉 , 质量比为 2 1。 1. 2 试样制备 将橡胶和导电粒子混合均匀 , 然后加入 交联剂和催化剂进行硫化 , 待硫化后, 将样品 制成长为( 20 0. 1) mm, 宽为( 5 0. 1) mm , 厚为 ( 1 0. 1) m m 的条样进行测试。所制试 样导电粒子和橡胶的体积比分别为 : 0. 95 1
个过 程 : 升温过程和恒温过程 。 测量了在不同热处理温度下电阻率 的变化及加 20g 拉力时电 阻的 弛豫时间 。 分析了温度对电阻特性影响的机理 。 关键词 导电硅橡胶 热处理 电阻特性
复合型导电高分子材料是高分子材料与 导电物质通过分散复合、 层压复合以及形成 表面导电膜等方式构成的一种功能高分子材 料。其中分散复合型 ( 或填充型) 导电高分子 材料是将导电材料以不同的方式和加工工艺 均匀分布到聚合物基体中而构成的功能高分 子材料。复合型导电高分子材料最初用来防 止静电现象, 进入当今的电子时代后, 即以各 种形式被应用到电子电路中, 在本世纪 70~ 80 年代 , 国外电子工业对导电高分子制品的 需求和应用发展迅速, 根据导电高分子材料 的导电率及其物理、 机械性能而应用于各个 领域, 从而使有机导体高分子的研究成为当 今国际边缘学科 十分活跃 的领域之 一。但 是, 一般 而言, 有 机体材料 受温度的 影响较 大, 因此对这种材料的电阻温度特性进行研 究是十分重要的。对于填充型复合导电高分 子材料, 其电阻率与温度的关系极为复杂, 一 般认为此类材料的 - T 关系可分为三种类 型
Gan Fux i
( Shanghai Institute of Optics and Fine M echanics- T he Chinese A cademy of Sciences Shanghai 201800) Abstract In this paper, the resistance chang e of the conductiv e silicone r ubber in the process of rising temper ature w as studied. We found that the r esistance change in the process of rising temper ature was divided into tw o parts of t he rising temperatur e process and the constant process. T he r esistivity change in different anneal temperature and t he resistance relax ation time with 20g pulling force were measured, and the mechanism of t he influence of tempera ture on the r esistance properties w as analy zed. Keywords co nductive silicone rubber t hermal treatment resistance character
2
2. 1
结果和讨论
升温时电阻的变化过程 ( 电阻温度弛 豫) 将所配试样放在升温的密闭箱中测定其
电阻随时间变化的 R - t 曲线, 由于篇幅的 限制 , 只列出 # 号和 & 号两个试样的结果, 如 图 1 和图 2。结果表明: 由开始升温到温度 达到指定值这一过程中, 电阻随时间变化的 R - t 曲线可以分为 两部分: 即 上升部分和 下降趋于稳定部分, 但总的趋势是电阻 R 值 下降 , 即导电硅橡胶的电阻温度系数为负值。
令: M = 则 1 式变为: ! = !0 ex p M T + N 2 A e2 0 8∃# N = Ae2 0 2 4∃ x
由此式可以看出电导率与温度 T 和 有 关, 当拉敏导电橡胶体的温度升高时, 对应于 橡胶体产生热膨胀使得缝宽 加大, T 增加 由 exp (- x ) 的函数关系可知 ! 增加 , 增加 由 exp(- x ) 的函数关系可知 ! 减少, 因此我 们认为拉敏导电橡胶电阻随温度变化的机理 是由这两方面共同作用的结果。 又: R - R0 &= R0 = !0 exp 0 0
1999 年
谢
泉等
温度对导电硅橡胶电阻特性的影响 *
13
温度对导电硅橡胶电阻特性的影响
谢 泉 罗姣莲( 长沙交通学院信息与计算科学系 ( 中国科学院上海光学精密机械研究所 长沙 410076) 干福熹
摘 要
上海 201800)
研究了升温过程中导电硅橡胶电阻特性的变化 , 发现升温 过程中电阻 的变化分 为两
1999 年
谢
泉等
Байду номын сангаас
温度对导电硅橡胶电阻特性的影响 *
15
作用的是隧道效应理论。而温度对拉敏导电 橡胶的电阻的影响主要有两个方面: 一是由 于橡胶体受热将产生膨胀, 使导电粒子间隙 增宽 , 从而影响电导率 !, 另一方面由于升 温产生热扰动, 使得间隙中的电场 e 发生变 化, 电子热激活增强也影响电导率。根据文 献[ 4, 5] , !、 与 T 的关系推导如下 : 假定用 eT 来表示由于升温产生热扰动 引起的电场变化 , eA 表示外加电场。则: e = eT + eA 际上的隧道电流为: ∀ j = j ( ( eA + eT ) - j ( ( eA - eT ) 在此 , 用下式来定义 ∗ ) 当外加电场 eA 很低时 , 即 eA < eA 时, 实
2. 2 热处理对电阻率的影响 对所有试样 分别在 30 ∋ 、 50 ∋ 、 70 ∋ 和 90 ∋ 下热处理 1 小时, 测量其室温时的电阻 率, 以及加 20g 拉力时电阻达到稳定的时间。 表 1 只列出了 & 号试样的数据。结果表明 : 试样的电阻率经过热处理后呈下降趋势, 热 处理温度越高 , 下降程度越大 , 试样加拉力后 的电阻弛豫时间减少。
M M - !0 ex p - T + N T + N 0 = M !0 ex p - T + N 0 T - T0 = exp - M - 1 3 ( T + N ) ( T 0+ N ) 显然, M 、 N 为 正 数, T - T 0 > 0 , 由 exp (- K x ) 函数的规律可知, & 是一个随 增大而减少的量, 且 & 为负数。
图2 ∃号样品在不同温度下电阻随时间的变化曲线
表1
温度 / ∋
∃号 样品在不同温度 下的电阻 率和达 到 稳定 的时间
室温 30 50 70 90
电阻率 / ( ( mm) 达 到稳 定 值 所需 的 时间 / min
212. 6 201. 8 187. 4 165. 2 141. 7 17. 0 15. 5 14. 5 12. 0 11. 0
0
把 0 式和 , 式代入积分 / 式, 最后得
图 3 53 ∋ 时电阻与时间关系曲线
对于电阻温度弛豫, 以 & 号试样在 53 ∋ 时的电阻 随时间变化曲 线为代表 来进行讨 论。 曲线可分为两部分, 如图 3 所示 : ( ! ) 为 升温过程 , ( ∀ ) 为恒温过程。 在 ( ! ) 过程中 ,
Influence of Temperature on the Resistance Character of the Conductive Silicone Rubber
X ie Quan L uo Ji aol ian
410076) ( Depar t. of Information and Computing Sciences, Chang sha Jiaotong Institut e Changsha
16
特种橡胶制品 变
第 20 卷
第6期
由于迅速升温 , 橡胶体膨胀迅速, 缝隙
有所改善是因为升温处理使橡胶进一步交联 固化 , 结构弛豫有所改善 , 加力后的弛豫时间 减少。
宽, 尽管这时 T 也升高, 但橡胶体膨胀占主 导地位 , 根据公式 2 , 总的趋势是 ! 减少 , 电 阻 R 增加。 当升温至 53 ∋ 停止时 , 这时橡胶 体膨胀的趋势减小, 而由于橡胶体内传热慢, 传热过程还在继续, 局部温度仍然升高 , 此时 两个过程逐渐达到平衡 , 出现图中极大值的 现象。 随着恒温的继续 , 曲线进入( ∀) 过程, 在此过程中, 橡胶体内由于传热继续进行, 局 部温度还在升高, 这时局部升温相对于膨胀 趋势占据了主导地位, 根据公式 2 , 总的趋 势是 ! 增加, 电阻 R 减少, 随着时间的延长, 最后橡胶体膨胀和局部升温都将停止, 曲线 变化平缓 , 电阻趋于稳定值。 就整个变化的结 果来看, 由于温度升高对电阻的影响要大于 膨胀的影响, 因此体现为电阻值下降, 每一温 度下的稳定值都小于其初始电阻值, 即拉敏 导电硅橡胶的电阻温度系数为负值。 对于热处理对电阻率的影响, 根据公式 3 可知, & 是一个随 减少而增加的量 , 又因 exp 的负次幂总小于 1, 所以 & 必为一个负 值, 从而表明电阻随温度的升高而降低。 我们 知道 , 试样经热处理回到常温后, 由于仍然部 分保持了高温时的形态 , 因此电阻比未经热 处理时的要低, 而试样经过热处理后稳定性