在往里面灌入水泥净浆的时候,原来的石墨烯导电网络会变形,这样导电通道就不那么顺畅了,电阻值就会变大。不过随着水化时间变长,各个部分在空间里的位置固定下来了,自由水发生水合反应或者蒸发掉了,含水率慢慢降低,石墨烯导电通路就慢慢稳定了,电阻值也变得平稳了。这同时也说明在水化过程中,石墨烯网络结构的导电稳定性挺不错的。
电流和电压是线性依赖关系,完全符合欧姆定律,这就说明水化后的 3D 打印石墨烯水泥复合材料导电性能挺好的。这是因为水泥基复合材料的导电性是电导和电极化一起作用的结果。3D 打印石墨烯水泥复合材料是一种电介质材料,电导是通过孔隙水的通道和石墨烯的网络结构来实现的,在电导过程中,石墨烯的网络结构导电是主要的,所以水化过程对它的导电率影响不大。
水泥基材料在现代建筑和路面中用得特别多,而且温度变化的时候会热胀冷缩。特别是在极端环境下,温度变化造成的结构损伤对它的使用寿命和安全影响特别大。而石墨烯纳米材料本身导热性能好,还有负热膨胀效应,有望通过加入三维石墨烯网络骨架,对水泥的热胀冷缩起到一定的限制作用。这部分通过温阻测试,来看看温度变化对它的结构稳定性有什么影响。在样品的上下两边放加热片,用电压来控制升温速度和温度场,在样品灌入水泥标准养护之前把热电偶嵌进去,这样可以测量内部温度的变化。利用冰柜降温测试的时候,在样品周围用挤塑聚苯乙烯保温板(XPS)材料,防止散热太快。实验电阻用两极法测试,用导电银胶和软铜片来减少接触电阻的影响。