TiO 2 /硅橡胶复合型介电弹性体的电致粘弹性

发布时间：2021-02-09 21:56

　　介电弹性体可以在电场作用下产生可控的形状或体积变化,在机器人和能源领域有着广阔的应用前景。介电弹性体在电致变形过程中的力电耦合问题一直是该领域的研究前沿和热点。然而现有力电模型研究中多将介电弹性体简化为理想的弹性体,对力电耦合作用下粘弹性的变化关注较少,更甚少深入研究外加电场对介电弹性体动态粘弹性的作用。本文以无定型TiO₂颗粒为分散相颗粒,室温硫化硅橡胶为聚合物基体,制备不同结构的复合型介电弹性体,研究外加电场对其变形及粘弹性的影响规律,为介电弹性体力电模型的修正奠定基础。本论文主要研究内容如下:（1）通过旋转流变仪分别对颗粒质量分数为10%、20%和30%的TiO₂/硅橡胶介电弹性体进行动态粘弹性测试。结果表明,在电场作用下,介电弹性体的粘弹性会发生变化。此外,随着颗粒含量的升高,介电弹性体的电场敏感性更高。在5 kV/mm的外加电场条件下,颗粒含量为30%的介电弹性体储能模量较零场下增大了18.1%。（2）通过流变测试分别对填充随机分布TiO₂颗粒和取向分布TiO₂颗粒的介电弹性体的动态粘弹性... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 介电弹性体概述
        1.1.1 介电弹性体基本介绍
        1.1.2 介电弹性体工作原理
        1.1.3 介电弹性体性能影响因素
    1.2 介电弹性体材料研究进展
        1.2.1 传统介电弹性体材料
        1.2.2 填充陶瓷材料的介电弹性体
        1.2.3 填充导电材料的介电弹性体
        1.2.4 填充有机材料的介电弹性体
        1.2.5 新型合成的介电弹性体
    1.3 介电弹性体材料的应用
    1.4 介电弹性体力电耦合理论研究进展及存在的问题
        1.4.1 力电耦合研究进展
        1.4.2 现有力电耦合理论存在的问题
    1.5 本课题的研究目的及意义
2 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 介电弹性体的制备
2颗粒的制备">        2.3.1 无定型TiO₂颗粒的制备
2/硅橡胶介电弹性体的制备">        2.3.2 TiO₂/硅橡胶介电弹性体的制备
    2.4 介电弹性体的结构表征及性能评价方法
        2.4.1 结构表征
        2.4.2 介电性能分析
        2.4.3 电致变形测试
        2.4.4 动态粘弹性测试
3 颗粒含量对介电弹性体性能的影响
2纳米颗粒微观结构表征">    3.1 TiO₂纳米颗粒微观结构表征
    3.2 介电弹性体的结构表征
2纳米颗粒含量对复合介电弹性体介电性能影响">    3.3 TiO₂纳米颗粒含量对复合介电弹性体介电性能影响
2纳米颗粒含量对复合介电弹性体电致变形的影响">    3.4 TiO₂纳米颗粒含量对复合介电弹性体电致变形的影响
2纳米颗粒含量对各向同性复合介电弹性体电致粘弹性参数的影响">    3.5 TiO₂纳米颗粒含量对各向同性复合介电弹性体电致粘弹性参数的影响
2纳米颗粒含量对复合型介电弹性体LAOS性能的影响">    3.6 TiO₂纳米颗粒含量对复合型介电弹性体LAOS性能的影响
    3.7 小结
4 颗粒在基体中分布方式对介电弹性体性能的影响
2/硅橡胶复合介电弹性体的微观结构">    4.1 不同复合结构TiO₂/硅橡胶复合介电弹性体的微观结构
2/硅橡胶复合介电弹性体电致粘弹性参数的影响">    4.2 复合结构对TiO₂/硅橡胶复合介电弹性体电致粘弹性参数的影响
2/硅橡胶复合介电弹性体LAOS性能的影响">    4.3 复合结构对TiO₂/硅橡胶复合介电弹性体LAOS性能的影响
2/硅橡胶复合介电弹性体电致粘弹性效应产生的机理">    4.4 TiO₂/硅橡胶复合介电弹性体电致粘弹性效应产生的机理
    4.5 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Performance Investigation of Cone Dielectric Elastomer Actuator Using Taguchi Method[J]. WANG Huaming1, 2, 3, *, ZHU Yinglong1, ZHAO Dongbiao1, and LUAN Yunguang1 1 College of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China 2 State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Science, Shenyang 110016, China 3 Engineering Institute of Engineering Corps, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(04)
[2]全有机电活性复合材料的研究进展[J]. 苑金凯,党智敏.  绝缘材料. 2007(03)

博士论文
[1]粒子/基体界面改性对电流变弹性体粘弹性的影响[D]. 钮晨光.大连理工大学 2017

硕士论文
[1]低模量高介电常数介电弹性体的合成及性能[D]. 李栋栋.北京化工大学 2015



本文编号：3026294