導讀 華盛頓，2021 年 9 月 21 日——碳纖維增強聚合物復合材料結(jié)構(gòu)在航空航天、基礎(chǔ)設(shè)施、能源生產(chǎn)和運輸中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而
華盛頓，2021 年 9 月 21 日——碳纖維增強聚合物復合材料結(jié)構(gòu)在航空航天、基礎(chǔ)設(shè)施、能源生產(chǎn)和運輸中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，由于組成碳纖維的導電性和復合材料的復雜分層微觀結(jié)構(gòu)，復合材料的電性能很難測量或預測。
在AIP 出版的《應用物理雜志》上，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員首次直接測量了單根碳纖維的橫向電阻率。研究人員將精確的樣品制備與稱為 van der Pauw 方法的技術(shù)相結(jié)合，以完成這項具有挑戰(zhàn)性的測量。
“我們的實驗證實，橫向測量碳纖維的電性能與沿纖維長度測量的性能不同，”共同作者 Nancy Sottos 說。
當制造碳纖維時，強的碳-碳共價鍵在縱向平行于纖維軸的平面內(nèi)排列。橫向平面之間僅存在弱范德華鍵，導致方向相關(guān)的特性。
研究人員使用一種稱為范德堡法的技術(shù)來準確測量碳纖維橫向的電阻率。使用聚焦離子束在碳纖維切片上進行電阻測量，并連接到電極進行電阻測量。
“我們的結(jié)果表明，IM7 碳纖維在平行于長度的方向上更具導電性，”共同作者 Satoshi Matsuo 說。
以前，范德堡法主要用于測量薄膜或圓盤的電阻率。研究人員使用聚焦離子束和針切割和操作一片碳纖維，針是一種更常用于制備透射電子顯微鏡標本的工具。
研究人員現(xiàn)在正在研究兩種碳纖維之間的電接觸電阻測量。接觸電阻取決于電阻率和接觸面積，這也取決于兩條纖維彼此交叉的角度。
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