碳纤维增强水泥基复合材料的电阻计算模型

根据碳纤维增强水泥基复合材料(carbon fiber reinforced cement composite,CFRC)导电机理,将CFRC材料内部导电通路分成碳纤维搭接导电与隧道效应导电两种方式。通过假定碳纤维理想搭接,运用定量体视学理论计算碳纤维的搭接电阻。结果表明:随着碳纤维掺量的增加,CFRC材料中网络搭接导电通路所占比例逐渐增加,尤其在渗流区域附近,搭接通路所占比例急剧上升,但是在过渗流区碳纤维掺量对搭接电阻所占比例的影响呈现微弱上升趋势。隧道效应电阻模型计算则依据定态Schrodinger方程,通过选取合适参数——电子跃迁的势垒与电子能量的比值U0/E,运用模型得到的计算值与试验值有较好的一致性。在相同的U0/E取值下,隧道效应电阻随着碳纤维掺量的增加而减小;而在同一掺量下,隧道效应电阻计算值随U0/E的增大而增大。