串联结构PTC复合材料论文发表于Composites Science and Technology期刊
发布时间:2026-01-16 文章来源:黎腾
具有低转变温度(Ts)的正温度系数(PTC)复合材料对于航天器光学系统和能源系统中的自调节加热至关重要,然而,如何在低初始电阻率、高 PTC 强度和快速加热速率之间取得平衡仍是一个难题。这项研究设计了一种新型低Ts的 PTC 复合材料,它由 PTC 开关模块作为中间层、高导电性加热模块作为上/下层组成,采用串联结构来解决上述矛盾。该结构同时利用了夹层的尖锐PTC效应和上/下层的快速加热效应,在热阻特性和自调节加热性能方面具有明显优势。与传统 PTC 复合材料的6.2和7.8 oC/min相比,串联结构复合材料的PTC强度提高到6.7,相应的加热器件平均加热速率为25.8 oC/min,而这两种复合材料具有相似的低Ts(38 oC)和初始电阻率(45 Ω·cm)。串联结构PTC复合材料还具有优异的热阻特性重复性,在500次加热-冷却循环中电阻率保持率达89%。此外,作为一种超越成分限制的创新设计结构,调整模块可灵活改变串联结构复合材料的热阻特性以及相应加热器件的平均加热速率和平衡温度,而不会影响稳定性。这项工作为开发低Ts的PTC复合材料提供了新的指导,有望应用于可定制的航空除冰、汽车加热器和电池热管理系统。
T. Li, C. Dong, L. Yang, H.-K. Xu, G.-L. Song, J. Li, Y.-Y. Wang, D.-X. Yan, Z.-M. Li, Series-structured design for enhanced pyroresistive properties in low switching temperature PTC composites, Composites Science and Technology 276 (2026) 111516.