碳纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料熱電性能研究

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1、分類號(hào)學(xué)號(hào)1205240616壺妥達(dá)疚件秋大嗲

2、學(xué)位論文y破纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料_鉍電性能研究}^：者郝磊指導(dǎo)教師姓名魏劍副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱材料物理與化學(xué)論文提交日期^1A論文答辯日期學(xué)位授予單位典養(yǎng)邊疫斜妓大營(yíng)^fc￡'-答辯委貴會(huì)主評(píng)m^:A聲，明本人鄭重聲明我所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含本人或其他人在其它單位己申請(qǐng)學(xué)位或?yàn)槠渌猛臼褂眠^的成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的所有貢獻(xiàn)均已在論

3、文中作了明確的說明并表示了致謝。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。論文作者簽名：曰其月：G.《、I十關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安建筑科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以釆用影印、縮印或者其它復(fù)制手段保存學(xué)位論文。(保密的論文在論文解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名日期：》/r、f本人授權(quán)中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）雜志社、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所等單位將本學(xué)位論文收錄到有關(guān)“學(xué)位論文

4、數(shù)據(jù)庫(kù)”之中，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。因某種特殊原因需要延遲發(fā)布學(xué)位論文電子版，同意在□一年/□兩年/□三年以后，在網(wǎng)絡(luò)上全文發(fā)布。（此聲明處不勾選的，默認(rèn)為即時(shí)公開）曰期：爻。/廣（，#注：請(qǐng)將此頁附在論文首頁。西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文?碳纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料熱電性能研究專業(yè)：材料物理與化學(xué)碩士生：郝磊指導(dǎo)教師：魏劍副教授摘要碳纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(CarbonFiberReinforcedCementComposites，簡(jiǎn)稱CFRC）是一種新型智能結(jié)構(gòu)材料，其在城市與工業(yè)熱能轉(zhuǎn)換收集、重要建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器和道路低能耗熱融除

5、雪領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。目前CFRC的Seebeck系數(shù)值較小，熱電性能還不夠高，這成為制約其應(yīng)用的主要因素。本文通過對(duì)CFRC研究發(fā)展現(xiàn)狀的分析，針對(duì)如何提高Seebeck系數(shù)，提出采用金屬氧化物添加、金屬氧化物/基體界面、碳纖維/基體界面調(diào)整，復(fù)合有序Cu纖維等方法，研究CFRC-Seebeck系數(shù)的優(yōu)化途徑，揭示CFRC-Seebeck效應(yīng)的強(qiáng)化機(jī)理。(1)研究金屬氧化物/基體含量對(duì)CFRC-Seebeck系數(shù)的影響。Fe2O3及Bi2O3含量分別為0.5wt%、1.0wt%、2.5wt%、5.0wt%、7.5wt%、10.0wt%、12.5wt%和

6、15.0wt%。結(jié)果表明：氧化物含量在0.5-5.0wt%范圍內(nèi)，隨著氧化物含量增加，所測(cè)量的CFRC的熱電勢(shì)曲線隨溫度升高而增大，Seebeck系數(shù)值較原始試樣提高4-5倍，當(dāng)Bi2O3的添加含量為5.0wt%時(shí)，CFRC-Seebeck系數(shù)絕對(duì)值最大達(dá)到+100.28μV/℃。當(dāng)添加含量在7.5wt%-15.0wt%范圍時(shí)，熱電勢(shì)曲線表現(xiàn)為先增大，后趨于平穩(wěn)。(2)研究金屬氧化物/基體界面密度（通過氧化物粒度表征）和空氣/基體界面密度（通過水灰比表征）對(duì)CFRC-Seebeck系數(shù)和電導(dǎo)率的影響。選取Fe2O3粒徑（50-200nm）、（200-5

7、00nm）、（1-10μm），F(xiàn)e3O4粒徑（50-150nm）、（150-250nm）、（250-500nm）進(jìn)行配比。結(jié)果表明：Fe2O3粒徑在50-200nm和200-500nm范圍內(nèi)，隨著粒徑增大，電導(dǎo)率增大，Seebeck系數(shù)減小，功率因數(shù)曲線幾乎不變；Fe3O4粒徑在50-150nm、150-250nm，250-500nm范圍內(nèi)，隨著粒徑增大，CFRC-Seebeck?資金來源：國(guó)家自然科學(xué)基金（51308447），陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（2013JM6010）以及陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃（2013JK0926）。西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)

8、位論文系數(shù)曲線降低，功率因數(shù)曲線也逐漸降低。對(duì)比Fe3O4粒徑在50-150nm、150-250nm，250-500nm范圍內(nèi)的CFRC電導(dǎo)率曲線，當(dāng)處于低溫階段時(shí)，大粒徑的電導(dǎo)率曲線較高；溫度較高時(shí)，小粒徑的電導(dǎo)率曲線較高。水灰比為2.7:10、2:5，分別添加Fe2O3及Fe3O4顆粒，結(jié)果表明：水灰比為2:5時(shí)，對(duì)比水灰比2.7:10，CFRC-Seebeck系數(shù)值和電導(dǎo)率均較?。妼?dǎo)率相差一個(gè)數(shù)量級(jí)），小的水灰比有利于CFRC-Seebeck系數(shù)和電導(dǎo)率的提高。(3)研究碳纖維/基體界面密度（通過碳纖維表面粗糙度表征）對(duì)CFRC-Seebeck

9、系數(shù)和電導(dǎo)率的影響；將碳纖維浸漬在濃度分別為0.5wt%、1.0wt%、3.0wt%、5.0w