石墨烯/环氧树脂纳米复合材料温度传感器的热电阻效应

肖 藤，刘 聪，刘奕贤，吴良科，宁慧铭，阿拉木斯

(1.西南科技大学 制造科学与工程学院，四川 绵阳 621010；2.重庆大学 航空航天学院，重庆 400044)

温度传感器是一种在生活中较为常见的传感器[1]，其应用十分广泛，在生物医学、石油化工、航空航天等领域都有重要作用[2-4]。但是，传统的温度传感器在精度、稳定性、灵敏度等性能指标上难以满足近年来对于温度传感器不断提高的实际使用要求，这促使了研究者们对高性能新型温度传感器材料的探索。其中，碳粉体聚合物基复合材料以其低密度、低制造成本、多功能和大量潜在应用等优点迅速成为了新型温度传感器材料开发研制的热点[5-6]。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

原料与试剂：石墨烯粉末(半径5～10 μm，厚度2～15层，纯度80%)，环氧树脂(型号JH-5511)，环氧树脂固化剂(型号JA-I22)，无水乙醇、丙酮(质量分数≥99.5%)，硅烷偶联剂(型号KH-570)。

主要仪器：超声波分散器(型号FS-1200 N，最高功率1 200 W，上海生析超声仪器有限公司)，行星搅拌机(型号AR-100，日本新基)，高低温交变湿热试验箱(上海毅硕实验仪器厂)，扫描电子显微镜(型号7610F，日本电子株式会社)，干燥箱(上海一恒仪器有限公司)。

1.2 石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备

采用超声及行星搅拌共混法[17]制备了石墨烯/环氧树脂纳米复合材料，用其制作温度传感器试件。

将指定质量的石墨烯加入适当体积的无水乙醇溶液中用行星搅拌机搅拌30 min，随后使用超声波搅拌1 h，得到石墨烯分散液；取定量的环氧树脂使其完全溶解于适量丙酮溶液中；将石墨烯分散液倒入环氧树脂/丙酮溶液中充分混合，超声波搅拌1 h，行星搅拌10 min；……