一、研究背景

聚合物由于其低成本、易于加工和可重复性而被广泛使用。后一种特性的结合以及一种或两种纳米尺寸的纳米填料的广泛可用性导致了聚合物纳米复合材料的发展，其性能得到了改善，并具有新的潜在应用前景。纳米结构形式的碳可以被整合到聚合物材料中，赋予自感特性、防/除冰能力、自动修复功能、粘接特性、耐久性等。到目前为止所描述的特性可以用于实现“智能”材料，这些材料能够对各种性质的外部刺激（输入）做出适当的反应（输出），例如物理、机械、电气、化学、热、光学等。传感器集成系统，如应变，压力和温度的传感变化，可以很容易地建立一个轻量级的结构，不需要额外的设备，满足工业应用在民用，机械和航空航天工程的要求。在这种情况下，本研究旨在生产一种基于多壁碳纳米管（MWCNTs）的复合材料，作为一种智能系统，可以用作加热元件，同时保持结构性能。

二、摘要

研究了具有加热性能的环氧树脂碳纳米管，通过改变外加电压值来调节其加热性能。通过闪蒸焦耳加热装置，能在短时间内加热到高温，可应用于各个领域。电热研究表明，在环氧基玻璃化转变温度方向上，存在正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）行为，且NTC趋势占主导地位。

三、结论

本文研究了一种用于结构应用的加热纳米复合材料。研究结果表明，通过使用闪蒸焦耳加热装置，当施加适当的功率值时，材料能在很短的时间内升温至高温。此外，加热试验还证明了电阻与聚合物链松弛现象的关系。在玻璃转化温度以下，PTC 趋势占主导地位，而在玻璃转化温度附近，NTC 行为占主导地位。

图1.a)环境温度下不同外加电压值下时间与温度的关系；B)不同外加电压下的升温速率；C)不同外加电压下的最高温度值；在施加电压为90 V时，样品中心区域在不同加热时间下的热图像：d) 60 s, e) 300 s, f) 3600 s。

图2.a)温度行为（即温度左纵轴）和电阻变化（即ΔR/R0，右纵轴）相对于施加电压值为180 V时的加热时间；b)损耗因子（tan δ）随温度的变化；c)玻璃化转变温度附近区域的增大。