通过掺人导电填料使绝缘的高分子材料获得导电性是一种实用、简便而经济的制备复合导电高分子材料的方法中,并已在电.子、通信、热控能源等行业中得到了广泛的应用以。早在20世纪60年代,国际上就已开始对复合导电高分子材料进行研究,并在70年代中期开始了工业化生产和应用,发展速度异常迅猛。在美国(2),复合导电高分子材料的需求量每年以20%~30%的速度递增,从事这方面研究开发的机构有200多家。其他国家的许多科研机构也致力于高分子导电复合材料的研究和开发。

“复合导电高分子”这一命题中包含着丰富的材料科学与工程学的内容。例如,随着某些导电填料含量的增加,复合材料的电导性能往往不是线性增加,而是在某一临界值(阈值)附近突然增加几个数量级,即产生所谓的“渗流(Percolation)”现象。渗流现象是复合导电高分子材料最重要的非线性导电行为之--,常被作为现代渗流理论的实验模型。此外,一些复合导电高分子材料还具有“电阻正温度系数(PositiveTemperatureCeoffcientofresis-tance,PTC)"效应,其电阻随温度的升高而增大,甚至能够在某特定温度值附近发生开关性的急剧跃升,材料由良导体变为不良导体甚至绝缘体,具有开关特性。PTC效应是复合导电高分子材料的另一个重要的非线性导电行为,具有PTC效应的高分子导电复合材料已经被成功地应用于制备无源的自限温加热电缆和过流保护元件等

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由于复合导电高分子材料复杂的功能加和性质、乘积性质和渗流导电特性,赋予材料设计很大的调节空间,也是随机杂化材料非线性现象的实验与理论研究的重要模型。复合导电高分子材料的导电性不仅与导电填料的含最和环境温度有关，还受机械、化学试剂和交流电频率等的影响。复合材料电阻对温度、机械应力和化学试剂等的非线性响应,既为高分子类传感器(如温度传感器、压力传感器和化学传感器等)的研制提供了功能基础.又促进了复合材料导电机理等方面研究的

木书主要针对复合导电高分子材料的渗流导电(第-章)、非线性电阻一温度特性(第二章)非线性的电阻--容积-力耦合(第二章)、固态和熔融态的导电特性与结构的关系(第四章、第八章、第九章)、多参数同步测量(第六章第七章)电发热现象(第十章)等从材料科学的角度出发,定性甚至定量地探讨复合导电商分子材料的功能原理及其数学和物理的描述，以期理解这种材料的结构与性能之间丰富、复杂的关系。在内容上.主要讨论碳黑粒子填充的聚乙媚材料(除第+二、.十三章外各章),但也较少地涉及了其他的填充材料如固体金属粒子(第一-章)、气相生长的非连续纳米碳纤维和短切碳纤维(第五章第九章)连续碳纤维(第十一章)和低熔点合金(第十二章)等，而连续相的高分子材料还沙及到两相的共混材料(第五章第九章)如高密度聚乙烯-棗甲基丙烯酸甲酯,高密度聚乙烯-等规聚丙烯,或者是热固性环氧树脂等。考虑到复合导热高分子材料在复合结构和功能原理上与导电复合材料很相似,本书也专门辟出一章予以介绍(第十三章)。本书的主要研究成果产生于我1993年-1998年间在浙江大学的科研工作实践。1998年,我正式受聘到北京航空材料研究院的先进复合材料国防科技重点实验室工作,从杭州到北京,城市环境和工作内容发生了很大的变化,但绕在心头的12年的浙大情结和西翻情结始终挥之不去，一如古人云:“未能抛得杭州去，一半留是此湖”。