新型炭材料
炭纤维增强混凝土能用来感知温度,其因在于短炭纤维的P-型传导性引起的塞贝克(Seebeck)效应所致.通过测量添加炭纤维或矿质掺和物(飞灰、硅土粉)前后六种波特兰水泥基混凝土的热电功率,研究了炭纤维增强轻质混凝土热敏的能力及其矿质掺合物对Seebeck效应的影响.结果表明: 炭纤维增强轻质混凝土具有类似于炭纤维增强标准混凝土的Seebeck效应,只是Seebeck系数因掺合了矿粉而减低.掺有矿粉的炭纤维增强轻质混凝土可用作建筑物的热传感器.
关键词:
炭纤维
,
轻质混凝土
,
Seebeck效应
,
飞灰
,
硅土粉
魏剑
,
赵莉莉
,
张倩
,
聂证博
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.01.011
具有显著Seebeck效应的碳纤维水泥基复合材料(Carbon fiber reinforced cement-based composites,简写为CFRC)近年来受到广泛关注。综述了CFRC的导电机理、Seebeck效应强化途径及其工程应用前景。CFRC的载流子类型主要包括离子、电子和空穴,并以空穴为主。碳纤维/碳纳米管掺杂,CFRC的 Seebeck系数可提高至约30μV/℃;钢纤维掺杂水泥基材料表现为 n型半导体,其 Seebeck可达68μV/℃;金属氧化物Bi2 O3掺杂可将CFRC的 Seebeck系数稳步提高到100.28μV/℃,而ZnO 和 Fe2 O3掺杂可使CFRC的Seebeck系数分别增大到3300μV/℃和2500μV/℃。这些研究有效地促进了CFRC在城市室外热量的转换收集、工业余热能量收集和长寿命结构健康监测传感器等领域的研究与发展。
关键词:
碳纤维
,
水泥基复合材料
,
Seebeck效应
,
热电性能