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普通高分子复合材料有着良好的物理特性,如高强度、质轻、耐腐蚀等,但导电特性较差。通过在高分子材料中添加金属或者碳类导电添加物,复合材料电导率将会提高。导电高分子复合材料应用广泛,也是目前的研究热点。而仿真分析可用于预测实验结果,而且在研究过程中可以灵活变换条件。因此,对复合材料进行仿真分析是一种非常重要的研究方式。本论文将围绕复合材料渗流阈值和复合材料的电导率两个指标来进行导电性能分析。掺杂物的形貌、浓度等是影响高分子复合材料导电特性的几个重要因素。通过建模仿真,研究掺杂物对复合材料导电性能的影响。由于碳纳米管具有良好的导电性能和高长径比等特点,因此适合用作高分子复合材料中导电掺杂物。论文仿真基于三维空间,通过Monte Carlo方法模拟出导电掺杂物在基底中的随机分布情况,研究导电掺杂物形状以及其浓度对导电高分子复合材料的渗流阈值以及电导率的影响。在本论文中,碳纳米管以随机分布的形式放置在RVE(Representative volume element)中,其中RVE可以看作成导电高分子复合材料中的基底聚合物。当放置的碳纳米管到达一定浓度后,RVE内部会形成导电网络,此时复合材料由绝缘体变成了导电体,此时的碳纳米管浓度成为导电阈值浓度。仿真结果表明,对于长度为,直径为50nm的碳纳米管,其渗流阈值较大,大约为1.2%左右;对于长度为,直径为40nm的碳纳米管而言,其渗流阈值浓度相对较小,为0.37%。当浓度继续增加时,电导率随之成非线性增大,这种变化基本符合经典渗流理论。与此同时,长径比越大,越有助于碳纳米管的结合,网络电导率也将增大。