發(fā)布時(shí)間：2017-09-20 06:04

  本文關(guān)鍵詞：水熱對(duì)單壁碳納米管改性IPMC性能的影響

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【摘要】：IPMC作為一種能夠感知外部刺激并作出判斷與響應(yīng)的新型材料,打破了傳統(tǒng)材料結(jié)構(gòu)與功能分裂的界限,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化,具有低電壓、大變形、密度小、易微型化、與人類肌肉有著相似應(yīng)變極限和破壞極限等特點(diǎn),在醫(yī)療、仿生、微機(jī)電系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域具有很大應(yīng)用前景。本文為改善IPMC中增強(qiáng)材料SWCNT分布不均及易起泡問題,提升SWCNT/Nafion-IPMC基本性能,進(jìn)行了以下幾方面研究:采用水熱處理方法對(duì)不同摻雜含量的鉑型SWCNT/Nafion-IPMC進(jìn)行了改性。在成膜之前的制備流程中加入水熱處理環(huán)節(jié)對(duì)SWCNT/Nafion-IPMC進(jìn)行改性,并采用溶液-澆鑄法成膜;研究分析了水熱改性前后不同摻雜含量的鉑型SWCNT/Nafion-IPMC的形貌特征。采用SEM和FIR進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,水熱改性有效實(shí)現(xiàn)了鉑型SWCNT/Nafion-IPMC中SWCNT的分散、解決了起泡問題得、提升電極質(zhì)量;研究分析了水熱改性前后不同摻雜含量的鉑型SWCNT/Nafion-IPMC的基本性能。研究分析了含水率、溶脹比、抗拉性能、表面電阻和總體電阻。結(jié)果表明,水熱改性有效降低了鉑型SWCNT/Nafion-IPMC的溶脹比和伸長(zhǎng)率、提高了抗拉強(qiáng)度和模量。研究分析了水熱改性前后不同摻雜含量的鉑型SWCNT/Nafion-IPMC的致動(dòng)性能。研究分析了3V直流電源激勵(lì)下不同摻雜含量的鉑型SWCNT/Nafion-IPMC的位移輸出和尖端力輸出特性。結(jié)果表明,水熱改性有效提高了鉑型SWCNT/Nafion-IPMC的尖端力輸出,延長(zhǎng)了位移輸出和力輸出在最值處停留的時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料(IPMC) 單壁碳納米管(SWCNT) 水熱處理 形貌表征 力學(xué)性能 電學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB381
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 IPMC的結(jié)構(gòu)14-18
• 1.2.2 IPMC的驅(qū)動(dòng)原理18
• 1.2.3 力電耦合模型18-19
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 課題來源及主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 水熱改性鉑型SWCNT -IPMC及其形貌表征21-33
• 2.1 水熱改性離子交換膜21-24
• 2.1.1 單離子交換膜的制備23
• 2.1.2 增強(qiáng)型離子交換膜的制備23
• 2.1.3 水熱改性離子交換膜23-24
• 2.2 電極制備24-26
• 2.2.1 電極材料24-25
• 2.2.2 反應(yīng)機(jī)理25
• 2.2.3 制備工藝25-26
• 2.3 IPMC形貌表征26-31
• 2.3.1 試樣微觀形貌26-29
• 2.3.2 試樣紅外光譜分析29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 鉑型SWCNT-IPMC基本力學(xué)和電學(xué)性能33-49
• 3.1 保水特性33-38
• 3.1.1 含水率33-36
• 3.1.2 體積溶脹比36-38
• 3.2 抗拉性能38-40
• 3.3 電學(xué)性能40-47
• 3.3.1 表面電阻40-45
• 3.3.2 總體電阻45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 鉑型SWCNT-IPMC致動(dòng)性能49-56
• 4.1 電致變形性能49-52
• 4.1.1 電致變形測(cè)試系統(tǒng)及方法49-50
• 4.1.2 直流電激勵(lì)下的位移輸出50-52
• 4.2 力輸出性能52-55
• 4.2.1 力測(cè)試系統(tǒng)及方法52-53
• 4.2.2 直流電激勵(lì)下的力輸出53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 研究工作總結(jié)56
• 5.2 研究工作創(chuàng)新及貢獻(xiàn)56-57
• 5.3 存在問題及展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 安逸;熊克;顧娜;;一種離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能[J];材料研究學(xué)報(bào);2010年02期

2 安逸;熊克;顧娜;;一種離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料拉伸試驗(yàn)研究[J];航空學(xué)報(bào);2009年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 安逸;離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料（IPMC）的力學(xué)和力電耦合性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：886317