導電高分子復合材料壓阻時變性與應力松弛檢測初步研究.pdf

1、導電高分子復合材料是一類具有重要理論研究價值和廣闊應用前景的新型功能材料。因其柔韌性好且具有壓阻效應，故可作為柔性壓力傳感器的敏感材料。該壓敏導電復合材料是以硅橡膠膠體作為基體，其性能將不可避免的受到基體材料的影響，從而具有黏彈性，使其壓阻特性具有時間依賴性，嚴重降低傳感器的精度，目前大部分對于該問題的解決方案都是在材料中添加SiO2等納米氧化物顆粒，但是這一方面降低了其力學柔韌性，另一方面只能減弱無法消除其影響。因此有必要定量研究這種

2、材料壓阻效應的時間依賴性。
　　為解決當前柔性傳感器監(jiān)測應力松弛誤差過大的難題，本課題通過對導電高分子復合材料的壓阻時變性進行研究，設計出一種應力松弛監(jiān)測標定算法，應用于國防與工業(yè)大型設備狹小曲面層間應力松弛監(jiān)測，其關鍵技術還可應用于人工電子皮膚研制等領域。
　　本文的主要完成以下五個方面的工作:
　　(1)制備碳納米管填充硅橡膠導電高分子復合材料試樣，并獲取壓縮應力松弛過程中電阻、應力、應變隨時間變化的數據;

3、　　(2)通過松弛實驗分析找到松弛實驗加載過程、恒應變過程中電阻-應力-應變-時間特性，并分析了碳納米管濃度、載荷速度、恒應變初始應力等測試條件對電阻松弛實驗的影響;
　　(3)通過對導電高分子復合材料壓阻時變性的研究，設計出了一種用于描述復合材料壓縮應力松弛過程中電阻松弛和應力松弛的擬合公式，并達到很高的擬合準確度，為進一步的深入研究提供工具，并揭示濃度、速度和初始應力對擬合函數中關鍵參數的影響規(guī)律。
　　(4)通過對導電

4、高分子復合材料壓阻時變性的研究，設計出了一種基于復合材料壓阻特性時間依賴性的應力松弛監(jiān)測算法，可用于提高應力松弛監(jiān)測精度。
　　(5)初步定性研究壓縮應力松弛過程中復合材料內部結構與宏觀電學特性之間的關系，分析了碳納米管濃度、應變大小對各壓縮過程中破壞和重組的導電通道總數量的影響。
　　本文的研究結果可為導電高分子復合材料導電性、電阻時間依賴性的研究提供理論和實驗依據，并為研制基于導電高分子復合材料的用于應力松弛測試的柔性壓