發(fā)布時(shí)間：2020-12-27 14:07

　　離子聚合物-金屬復(fù)合材料（Ionic Polymer Metal Composite,IPMC）是一種三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,一般由電極層-基體膜層-電極層組成,對(duì)電極層施加低于10V的激勵(lì)時(shí)可產(chǎn)生非常明顯的彎曲形變。在現(xiàn)有的研究中,以片狀結(jié)構(gòu)IPMC驅(qū)動(dòng)器最為典型。然而隨著對(duì)IPMC材料的深入探索,一方面材料的彎曲形變難以滿足多樣化應(yīng)用的需求,另一方面電極層對(duì)稱性的要求為圖案化設(shè)計(jì)帶來了困難。針對(duì)這一問題,本文設(shè)計(jì)了一種單層電極型IPMC材料。它由電極層-基體膜層-封裝層組成,其中電極層具有間隙,在外加激勵(lì)下可以產(chǎn)生S型變形。本文主要從材料制備、性能影響規(guī)律、應(yīng)用探索三個(gè)方面對(duì)其展開研究。首先,本文以化學(xué)鍍?yōu)榛A(chǔ),綜合了掩膜法/表面加工法進(jìn)行制備。掩膜法的關(guān)鍵是選擇掩膜材料,實(shí)驗(yàn)證明3M4910VHB膠帶的掩膜效果最好。表面加工法選用了激光雕刻和刀刻。實(shí)驗(yàn)表明,激光雕刻適合制造小電極間隙（<0.5mm）,刀刻適合制造大電極間隙（>0.5mm）。然后,探究了單層電極型IPMC材料變形的影響因素及其影響規(guī)律。其結(jié)構(gòu)尺寸（長、寬和電極間隙）及外加激勵(lì)（電壓的幅值和頻率）都會(huì)對(duì)變形產(chǎn)... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

IPMC材料的應(yīng)用（從左至右：光學(xué)鏡頭致動(dòng)器，柔性機(jī)械爪，行走機(jī)器人）

圖 1.2 光驅(qū)動(dòng)型柔性機(jī)器人。（a）.尺蠖機(jī)器人；（b）.跳躍機(jī)器人Fig 1.2 photo-driven soft robot. (a). inchworm walker; (b). jumping robot熱致動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器由熱驅(qū)動(dòng)型復(fù)合材料制成。這種復(fù)合材料一般具有多層結(jié)構(gòu)，由極易發(fā)生熱膨脹或熱收縮的材料和熱穩(wěn)定強(qiáng)的材料復(fù)合而成的。材料在加熱時(shí)，

圖 1.3 熱驅(qū)動(dòng)器。（a）.不同溫度下十字形水凝膠驅(qū)動(dòng)器抓取和釋放銅塊的過程；（b）. 不同溫度下 CNP 薄膜的狀態(tài)Fig 1.3 Thermal actuator.(a). The grip/release process of a cross-shaped hydrogel actuatorcapturing a copper cluster at different temperatures； (b). The state of CNP films at differenttemperatures


本文編號(hào)：2941875