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聚烯烃基PTC材料因其制造成本较低、易加工成型、室温电阻率低等优点被广泛应用于民用、工业和石油领域等的加热和保温环节，但仍因性能不稳定、存在NTC效应和使用寿命短等不足阻碍了其应用。本课题从实际应用的角度出发，采用无机粒子(Al2O3、SiO2、MgO、TiO2和BaTiO3)改性低密度聚乙烯/炭黑(LDPE/CB)体系，提高复合材料的综合性能，以拓展其应用。本文采用γ60Co辐照技术对LDPE/CB复合材料进行了不同辐照剂量的γ60Co辐照交联，研究了材料的性能变化，结果表明：随着辐照剂量的增加，室温电阻率逐渐升高，PTC强度逐渐增大，NTC效应逐渐减弱。通过热延伸测试分析，确定了最佳的辐照剂量为300kGy，且辐照交联使复合材料的结晶度降低，重演性提高。从SEM分析得知，辐照交联减弱了CB粒子因热循环引起的团聚作用。在此基础上，对一系列辐照交联的LDPE/CB与无机粒子复合的材料进行了研究，结果表明：加入Al2O3、SiO2、MgO、TiO2和BaTiO3的复合材料的结晶度分别从原来的4.82%增到7.51%、5.60%、5.43%、5.94%和5.46%。从SEM分析得知，Al2O3、MgO和TiO2的加入对CB粒子的分散有积极影响，而SiO2和BaTiO3对CB粒子的分散帮助不大。当Al2O3用量为0.6g时(其他总用量为50g)的复合材料有最高的PTC强度(达到7.7)和最好的重演性，从第二次热循环开始，其阻-温曲线基本重合。从SEM分析得知，Al2O3的加入对热循环下CB的团聚有抑制作用，特别是第2次热循环之后，CB粒子的团聚情况基本稳定。探索性研究导热性表明，导热性与PTC性能和重演性有一定的相关性，低导热性对重演性有一定积极作用。采用均匀设计方法对LDPE/CB/Al2O3复合材料中的CB用量和Al2O3用量进行了优化并得出结论，复合材料的PTC性能和重演性由CB用量和Al2O3用量共同影响，且Al2O3用量的影响作用更显著。复合材料的优化配方：LDPE、CB、防老剂和Al2O3的用量分别为35g、8.52g、6.25g和0.53g。