碳纤维_树脂基复合材料导电性能研究
碳纤维环氧树脂复合材料的制备及性能研究
碳纤维环氧树脂复合材料的制备及性能研究摘要碳纤维环氧树脂复合材料具有轻质、高强度和优异的力学性能，被广泛应用于航空航天、汽车和能源等领域。
本文旨在研究碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法以及其性能研究。
首先介绍了碳纤维和环氧树脂的基本概念，然后阐述了碳纤维环氧树脂复合材料的制备工艺，包括预浸料制备、成型工艺和固化过程。
接着，对碳纤维环氧树脂复合材料的力学性能、热性能和耐腐蚀性进行了研究，分析了其影响因素和优缺点。
最后，对碳纤维环氧树脂复合材料的未来发展进行了展望。
1. 碳纤维和环氧树脂的基本概念1.1 碳纤维碳纤维是由碳元素为主要成分的纤维材料，具有轻质、高强度和高模量的特点。
其制备过程包括原料选择、纤维拉伸、炭化和后处理等步骤。
1.2 环氧树脂环氧树脂是一种具有交联结构的聚合物材料，具有优异的机械性能和化学稳定性。
其制备过程包括单体合成、聚合和固化等步骤。
2. 碳纤维环氧树脂复合材料的制备工艺2.1 预浸料制备预浸料是碳纤维环氧树脂复合材料制备的关键步骤之一。
其制备过程包括树脂调制、纤维浸润和固化等步骤。
2.2 成型工艺成型工艺是碳纤维环氧树脂复合材料制备的关键步骤之一。
常见的成型工艺包括手工层叠、自动化层叠和压缩成型等方法。
2.3 固化过程固化过程是碳纤维环氧树脂复合材料制备的关键步骤之一。
常见的固化方法包括热固化和光固化等。
3. 碳纤维环氧树脂复合材料的性能研究3.1 力学性能碳纤维环氧树脂复合材料的力学性能受到纤维取向、纤维体积分数和树脂固化度等因素的影响。
常见的力学性能包括强度、弹性模量和断裂韧性等。
3.2 热性能碳纤维环氧树脂复合材料具有良好的耐高温性能和导热性能。
其热性能受到树脂体系、纤维体积分数和纤维取向等因素的影响。
3.3 耐腐蚀性碳纤维环氧树脂复合材料的耐腐蚀性能受到介质环境、表面涂层和纤维保护等因素的影响。
常见的腐蚀介质包括酸、碱和溶剂等。
4. 碳纤维环氧树脂复合材料的发展趋势碳纤维环氧树脂复合材料在航空航天、汽车、能源和体育器材等领域有着广阔的应用前景。
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究摘要：碳纤维增强环氧树脂基复合材料具有出色的力学性能和优异的耐腐蚀性能，因此在许多领域广泛应用。
本研究使用真空浸渍工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行了详细研究。
结果表明，制备过程中的浸渍时间、浸渍压力和固化温度对复合材料的力学性能有显著影响。
1. 引言碳纤维增强环氧树脂基复合材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
其具有轻质、高强度、高模量、优异的耐腐蚀性能等特点，因此在替代传统金属材料方面具有巨大潜力。
本研究旨在通过真空浸渍工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行评估和分析。
2. 实验方法2.1 材料准备碳纤维和环氧树脂材料被选作本实验的主要原料。
碳纤维具有优良的力学性能和导电性能，是制备复合材料的理想选择。
环氧树脂具有良好的粘接性能和化学稳定性，可以作为基体材料。
同时，活性固化剂和助剂用于提高复合材料的性能。
2.2 制备过程（1）将环氧树脂均匀涂布在碳纤维上；（2）将涂布好的碳纤维经过真空排气处理；（3）将预处理好的碳纤维进行真空浸渍；（4）浸渍后的碳纤维进行固化过程。
2.3 力学性能测试采用传统的拉伸试验和冲击试验评估复合材料的力学性能。
拉伸试验用于评估复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂应变，冲击试验用于评估复合材料的冲击强度。
3. 结果与讨论3.1 浸渍时间通过改变浸渍时间，研究了浸渍时间对复合材料力学性能的影响。
结果表明，随着浸渍时间的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量呈增加趋势，但当浸渍时间过长时，力学性能开始下降。
这是由于过长的浸渍时间导致材料内部产生孔隙和缺陷。
3.2 浸渍压力通过改变浸渍压力，研究了浸渍压力对复合材料力学性能的影响。
结果显示，随着浸渍压力的增加，复合材料的强度和韧性都得到了提高。
这是由于高压可以更好地填充碳纤维与环氧树脂之间的空隙，提高界面的粘合强度。
光固化碳纤维增强树脂基复合材料的研究
光固化碳纤维增强树脂基复合材料的研究光固化碳纤维增强树脂基复合材料是一种新型的高性能材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
本文将从材料的制备、性能及应用等方面进行探讨。
一、材料的制备光固化碳纤维增强树脂基复合材料的制备主要包括预浸料制备、层压成型和光固化三个步骤。
预浸料制备是将碳纤维与树脂预浸料混合均匀，使其充分浸润碳纤维，形成预浸料。
层压成型是将预浸料按照一定的层次和方向堆叠在一起，然后经过高温高压处理，使其形成固态复合材料。
最后，通过光固化技术，将复合材料暴露在紫外线下，使其树脂基固化，形成最终的光固化碳纤维增强树脂基复合材料。
二、材料的性能光固化碳纤维增强树脂基复合材料具有以下优异的性能：1. 高强度：碳纤维具有高强度和高模量，能够有效地增强复合材料的强度和刚度。
2. 轻质：碳纤维比重轻，能够有效地降低复合材料的重量。
3. 耐腐蚀性：树脂基具有良好的耐腐蚀性，能够在恶劣的环境下长期使用。
4. 耐热性：碳纤维具有良好的耐高温性能，能够在高温环境下长期使用。
5. 良好的成型性：复合材料具有良好的成型性能，能够制成各种形状的零件。
三、材料的应用光固化碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，光固化碳纤维增强树脂基复合材料被广泛应用于飞机机身、翼面、尾翼等部件，能够有效地降低飞机的重量，提高飞行性能。
在汽车领域，光固化碳纤维增强树脂基复合材料被应用于车身、底盘等部件，能够有效地降低汽车的重量，提高燃油经济性。
在建筑领域，光固化碳纤维增强树脂基复合材料被应用于建筑结构、桥梁等部件，能够有效地提高结构的强度和耐久性。
总之，光固化碳纤维增强树脂基复合材料是一种具有广泛应用前景的高性能材料，随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，其应用前景将会更加广阔。
碳纤维-水泥基导电复合材料导电性能的研究
碳纤维-水泥基导电复合材料导电性能的研究徐荣华;闫嘉旺;黄世峰;张德成;程新【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2004(018)002【摘要】研究先掺法、同掺法和后掺法三种搅拌工艺、浇铸成型和挤出成型两种成型工艺、增塑剂(分散剂)以及碳纤维掺量对水泥基导电复合材料导电性能的影响.结果表明,较适宜的搅拌工艺为同掺法;增塑剂的加入使试样的电阻率下降幅度减小;目前搌实成型制备的试样电性能优于挤出成型制备的试样,而要想通过挤出成型制备电性能较好的试样,也必须选择适宜增塑剂,并尽量减小用量;掺0～0.6%碳纤维的水泥基材料,其电阻率由1.1×105Ω·cn下降到3.27×103Ω·cm,可以用作电磁屏蔽材料、防静电材料和电热材料.【总页数】3页(P103-105)【作者】徐荣华;闫嘉旺;黄世峰;张德成;程新【作者单位】济南大学,材料科学与工程学院,山东济南,250022;唐山学院,河北唐山,063020;济南大学,材料科学与工程学院,山东济南,250022;济南大学,材料科学与工程学院,山东济南,250022;济南大学,材料科学与工程学院,山东济南,250022【正文语种】中文【中图分类】TU528;TQ172【相关文献】1.温度对碳纤维/乙烯基酯树脂导电复合材料电性能的影响 [J], 卢艳华;王钧;徐任信;杨小利;段华军2.碳纤维-石墨复合水泥基材料导电性能的试验研究 [J], 孙建虎;石少卿;刘颖芳;张同周;刘盈丰;陈取锋3.碳纤维导电复合材料的电学性能研究 [J], 杨小平;荣浩鸣;陆泽栋4.聚乙烯/炭黑导电复合材料PTC特性的研究(Ⅱ)--辐射交联对导电复合材料PTC 性能的影响 [J], 何慧;王宜;张锋;贾德民;罗远芳;陈广强;宋子明5.碳纤维粉-钢渣水泥基复合材料的力学性能和导电性能研究 [J], 金婷艳;田秀淑;崔健;卢越;孔丽娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的研究现状
ＹＩ Ｘｉｎｇ ｙ ＺＨＵ ＬＩ Ｈｏ ｇ ｚ ｅ ２ Ｎ ａ ． ｕ ， Ｂｏ ， Ｕ ｎ ． ｈ ｎｇ
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以热 塑性 树 脂 为基 体 ， 以纤 维 为 增 强体 而 制
成 的 复合 材 料—— 纤维 增 强热 塑 性 树 脂基 复 合 材 料 （ ＲＴＰ）是 近 年 来 发 展 迅 速 的一 类 纤 维 增 强 Ｆ
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轻质材料的导电性能研究
轻质材料的导电性能研究在现代材料科学领域中，轻质材料因其独特的性能而备受关注。
其中，轻质材料的导电性能更是研究的热点之一。
轻质材料通常具有较低的密度，在航空航天、汽车制造、电子设备等众多领域有着广泛的应用前景。
然而，其导电性能的特点和影响因素较为复杂，需要我们进行深入的研究和探讨。
轻质材料的种类繁多，常见的包括碳纤维复合材料、泡沫金属、石墨烯等。
这些材料在结构和成分上存在显著差异，导致它们的导电性能也各有不同。
碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的轻质高强材料。
碳纤维本身具有良好的导电性，但其在复合材料中的分布和取向会对整体导电性能产生重要影响。
如果碳纤维能够形成连续的导电网络，那么复合材料的导电性能将显著提高。
然而，在实际制备过程中，由于工艺条件的限制，碳纤维往往难以达到理想的分布状态，从而限制了材料的导电性能。
泡沫金属则是另一类轻质材料，其内部具有大量的孔隙结构。
这些孔隙的存在一方面降低了材料的密度，另一方面也对导电性能产生了影响。
孔隙的大小、形状和分布都会改变电流的传导路径，从而影响导电性能。
一般来说，孔隙率越低，泡沫金属的导电性能越好。
但过低的孔隙率又会违背轻质的要求，因此需要在轻质和导电性能之间找到一个平衡。
石墨烯作为一种新型的二维材料，具有优异的导电性能。
单层石墨烯的电导率极高，但其在实际应用中往往需要与其他材料复合使用。
在复合过程中，石墨烯的分散性、与基体的界面结合等因素都会对最终的导电性能产生影响。
如果石墨烯能够均匀分散在基体中，并与基体形成良好的界面结合，那么将极大地提高复合材料的导电性能。
除了材料本身的结构和成分外，外部环境因素也会对轻质材料的导电性能产生影响。
温度就是一个重要的因素。
一般来说，随着温度的升高，材料的电阻会增大，导电性能会下降。
这是因为温度升高会导致原子的热振动加剧，从而增加了电子散射的几率，阻碍了电流的传导。
湿度也会对轻质材料的导电性能产生一定的影响。
碳纤维增强环氧树脂复合材料性与结构的研究
碳纤维增强环氧树脂复合材料性能与结构的研究碳纤维增强环氧树脂复合材料性能与结构的研究摘要：本文研究了E-44双酚A型环氧树脂固化体系的反应特性，以低分子聚酰胺树脂为固化剂，采用手糊成型螺栓加压工艺制备了复合材料，并以沥青基碳纤维为增强材料，研究了复合材料的常温力学性能、水煮后力学性能和固化过程的热分析，并对其拉伸断面进行了分析。
研究结果得出：E-44树脂基体粘度低、韧性好且适用期长，适合于手糊成型，缠绕成型等低成本的制造工艺，因此制得的EP/CF复合材料具有优良的力学性能；该复合材料也具有良好的界面粘接性（树脂对纤维的浸润性良好）、较低的空隙率且碳纤维分布均匀。
关键Carbon fibre reinforced epoxy resin composite materialproperties and structure of the researchAbstract: This paper studies the E-44 bisphenol A type epoxy resin curing system response characteristics, with low molecular polyamide resin as curing agent, the pressure molding paste hand bolt for the composite technology was studied, and the carbon fiber with asphalt to strengthen materials, the mechanical properties of the composite materials under normal temperature, boiled after the mechanical properties and the solidification process of thermal analysis, and the tensile section is analyzed. We can get this conclusions:E-44 resin matrix low viscosity, good toughness penguins applicable periods long, suitable for molding paste hand around the molding, the low cost manufacturing process, thus made EP/CF composite material with excellent mechanical properties; The composite material also has a good interface bonding sex (of the fibers infiltrating the resin good), low air void and carbon fiber distribution even.Keywords: epoxy resins; Carbon fiber; Composite materials; Mechanical propertie.目录1 前言 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 复合材料定义 (1)1.1.2 EP/CF复合材料的应用 (1)1.2 双酚A型环氧树脂 (2)1.2.1 双酚A型环氧树脂的定义 (2)1.2.2 双酚A型环氧树脂的固化原理 (3)1.2.3 双酚A型环氧树脂的结构 (3)1.3 环氧树脂固化剂 (4)1.3.1 环氧树脂固化剂的定义 (4)1.3.2 环氧树脂固化剂分类 (4)1.3.3 环氧树脂固化剂发展趋势 (6)1.3.4低分子聚酰胺树脂（型号650） (7)1.4碳纤维 (8)1.4.1 碳纤维概述 (8)1.4.2 碳纤维的性能 (9)1.4.3 碳纤维的处理 (11)1.5 环氧树脂/碳纤维的增强机理 (13)1.6 选题的目的与研究意义 (13)2 实验部分 (15)2.1 主要实验原料及试剂 (15)2.2 实验原料的配比 (15)2.3 主要实验设备 (15)2.4 实验流程 (16)2.4.1 实验流程图 (16)2.4. 碳纤维处理 (18)2.4.3 环氧树脂/碳纤维复合材料的制备 (18)2.5 性能测试 (19)2.5.1 力学性能测试 (19)2.5.2 固化过程的热分析 (19)2.5.3 E-44环氧树脂固化过程的温度变化的研究 (19)2..4 碳纤维增强环氧树脂复合材料的微观结构的观察 (19)3 结果与讨论 (20)3.1 常温下处理的碳纤维增强复合材料的力学性能 (20)3.2 水煮后碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能 (21)3.3 碳纤维处理时间的不同对复合材料的力学性能的影响 (22)3.4 力学性能的对比 (27)3.4.1 常温下复合材料的力学性能 (27)3.4.2 水煮后复合材料的力学性能 (27)3.5 固化过程的热分析 (27)3.6 E-44环氧树脂固化过程的温度升高研究 (28)3.7 碳纤维增强复合材料的断面的显微结构 (29)4 结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1前言1.1 课题背景1.1.1 复合材料定义复合材料，是指把两种以上宏观上不同的材料，合理地进行复合而制得的一种材料，目的是通过复合材料来提高单一材料所不能发挥的各种特性。
连续碳纤维带树脂基复合材料的传感性能实验研究
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树 脂 含 量ｌ 长 × 宽 ×厚
松 比 型 后 Ｃ 问 成 Ｄ
液和薄衬 底材料 经过 相关 工艺制作 而 成 。由该 复合 材 料 制作 的传感 器件 不 会 出 现应 力 突 变现 象 ， 常 温 下 在 受 环境湿 度影 响小 ， 耐久 性 好 ， 传感 精 度 高 ， 响应 速 度
上 ， 其 频 率 响 应 、 性 度 、 复 性 、 滞 性 和 灵 敏 度 特 对 线 重 迟
树脂 、 固化 剂和 丙 酮按 一 定 比率 混 合 ） 使 树 脂 预 浸 到 ， 连续 纤 维 和薄 衬底 材 料 中 ， 常 温下 ２ ｈ后树 脂 基本 待 ４
凝固， 然后裁 掉 多余 的衬底材料 ， 过 １ ｈ将 经过 树脂 再 ２ 浸透 固连在 衬底 材料上 的连续 纤维 薄带 在 圆筒上 反 复 拉 ６次 （ 图 １ 示 ） 再 次 拉 直后 涂上 一 层 薄薄 的树 如 所 ， 脂溶 液 即制得 具有 传 感 特性 的碳 带 复合 材 料 传感 器 ， 如 图 ２所示 。碳 带复合 材料 主要性 能如表 １ 所示 。
种新型 的 、 环境 因 素影 响小 、 定性 好 、 敏度 高 的 受 稳 灵
电＿ 极
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Ｅ 量 、 ｉ ’
图 ２ 碳 带传感 器 示意 图
Ｆｉ ａ ｒ ｍ ｆｃ ｒ ｎ ｆｂ ｒｒｂｂ ｅ ｓ ｒ ｇ ２ Ｄｉ ｇ ａ ｏ ａ ｂｏ ｉ ｅ ｉ ｏｎ ｓ ｎ ｏ
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第!"卷 第#期 !$$#年#月
武汉理工大学学报
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碳纤维／树脂基复合材料导电性能研究
关键词： 短切碳纤维／乙烯基酯树脂； 导电性； 长径比； /01
中图分类号： 02..!
文献标志码： 3
文章编号：45"46--.4（!$$#）$#6$$!-6$.
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“渗滤”现 象 反 映 出 在 突 变 点 附 近 导
电填料开始在树脂基体中形成导电通路
网络，此时，材 料 的 导 电 性 能 由 导 电 通 路
与隧道效应二者综合作用决定，随碳纤维
含量呈非 线 性 变 化；“ 渗 滤 阈 值 ”之 后，碳
纤维在体系中形成了稳定的导电通路网
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参考文献
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"!# 纤维取向对导电性的影响 碳纤维具有明显的长径比，纤维
表! 材料纵横向电阻率对比结果
取向将 导 致 短 切 碳 纤 维／乙 烯 基 酯 树 脂复合材料的各向异性，因此也会对 材料的导电性产生影响。将同一试样
#（纤维）／!
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横向电阻率／（"·==）0/:*!2/ /3/3!:/ //*!*2 .;!11 ;0!:2 :*!2/ 纵向电阻率／（"·==）1120!3; 321A!3A *:;!3* //.!** 10!/. *2!2:
纵横向的电阻率进行比较，结果如表/所示。纤维取向角越小（在光学显微镜下观察到的纤维取向角小的方 向定为横向），纤维在导电性测量方向相互接触的可能性增大，则越有利于复合材料内部二维导电网络的形
成。与纤维长径比对材料导电性能的影响相似，取向的影响在高浓度时并不明显，在含量达到A! 时，复合 材料的导电性基本不受取向的影响。
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武汉理工大学学报
2##S年S月
界区域，!! 时则处在临界区域的末端，而含量为"#! 时，填料含量已经趋于饱和，阻值比较稳定。这一结果 与罗延龄等$个区域的划分一致。
树脂基体的结晶特性对材料%&’特性有很大影响。测试结果表明无论是 ()’还是 *射线衍射图均没 有发现结晶峰的存在，说明碳纤维／乙烯基酯树脂复合材料基本上是一种无定型材料。因此可以推测，基体
" 结果与讨论
"!! 碳纤维含量与电阻率的关系 图/是/== 碳纤维／乙烯基酯树脂复合材料的电阻率随碳纤维含量变化曲线。由图/可以看出，碳纤
维含量为2!0! !/"2! 时，材料电阻率在/21"·== 左右，属于绝缘体；在碳纤维含量从/! 增加到3! 左右 时，电阻率由/21"·== 左右迅速下降到/2:"·== 左右，接近碳纤维的电阻率，出现“渗滤”现象；当纤维含 量大于3! 时，试样体积电阻率与碳纤维的含量基本呈线性变化。
收稿日期：!$$#6$46.$(
基 作金 者项简目介：：万军于工方O杰数5（.4据P项O$目6（）!，$男$.，硕33士.$生#P(!B$6J）+(>’：,EQ><Q+8R!?&9E(8&J
第:;卷 第0期
于 杰，等：碳纤维／树脂基复合材料导电性能研究
:0
!!" 试样性能测试 研究和借鉴 "#$%&’()’#$［*］的势差法以测量复合材料的导电率。这是一种四电极法，类似于+,-*./0
和+,-/10*的测试方法。"#$%的实验证明，阻值在/2*!/23" 以下时，该法能很好地降低接触电阻，保证 测量的准确性。阻值高于/23" 时改 用 铜 片 作 为 电 极 用 数 字 万 用 表 及 高 阻 表 进 行 测 量。 在 阻4温 关 系 测 试 中，将试样及一个热敏电偶放入马丁耐热箱中，并与 56+7869:;22数据采集／程控开关／数字多用表连接， 多用表用来采集试样周围温度值以及试样电阻随温度变化的数据；升温速率0 <／=>$。用 ? 射线衍射法和 示差扫描量热法测试复合材料基体的结晶特性；试样体积膨胀率随温度的变化由体积膨胀仪进行测试。
于 杰，王继辉，王 钧
（武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 -.$$"$）
摘 要： 研究了短切碳纤维／乙烯基酯树脂导电性与短切碳纤维含量、长径比、纤维取向的关系及其 /01效应。短切 碳纤维长径比越大、取向角越小，材料的渗虑阈值越低，导电性越好。渗虑阈值之后，纤维含量越低，/01效应越明显，转 变温度越低；实验还发现体积膨胀是导致 /01效应的主要因素之一，通过分析 /01效应与体积膨胀之间的关系，得出 渗滤区域材料的导电性受导电通路与隧道效应的综合影响，当纤维含量较高时，导电性能基本只受导电通路的控制。
"$% 复合材料&’(效应的研究 导电高分子复合材料电阻随温度变化的非欧姆性或非线性关系，可用于电信工程、自控温加热器、电流
限流器、电流过载保护等。同时，对电阻4温度效应的研究也有助于对导电机理的认识。 罗延龄［0］等将电阻率4导电填料含量关系曲线分为*个区域：高电阻区、渗滤区和高导电区；并认为在渗
滤区域，材料表现出热敏、压敏和工艺不稳定等独特性能，而在高导电区域，填料含量趋于饱和，导电性能稳
定，对温度等影响不敏感。从图*可以看到，碳纤维含量为:! 时，电阻值在.0 <之前变化不大，而在.0 < 附近电阻值出现突变，增大3个数量级；碳纤维含量为3! 时，从32!/;0 <电阻值变化不大，至/;0 <时， 电阻值发生突变，增大近0个数量级；当纤维含量达到/2! 时，电阻值随温度变化已经不太明显，除了在 .0 <和/万;2方<数附据近有少许增大，几乎呈一条直线。从图/可以看到含量为:! 时仍处于阻值变化较大的临
E:6F7<5@： 89&HH<A68+=I&@:>I<=／G>@,’6<?;<==<?>@； <’<8;=>8+’8&@AE8;>G>;,； +?H<8;=+;>&； /01