將石墨烯織帶作為基材覆合于彈性針織面料上,以制備柔性石墨烯傳感帶。在伸長率為0～25%時(shí),通過定伸長拉伸試驗(yàn)測試不同初始長度的石墨烯傳感帶電阻與伸長率關(guān)系、靈敏度、重復(fù)性以及穩(wěn)定性。結(jié)果表明:當(dāng)伸長率小于10%時(shí),柔性石墨烯傳感帶的電阻增長速率較快,而當(dāng)伸長率超過10%后,電阻變化較小;伸長率為0～10%,其靈敏系數(shù)可達(dá)6.0以上;5次重復(fù)性拉伸測試發(fā)現(xiàn),該傳感帶具有良好的重復(fù)性及穩(wěn)定性。研究表明,該柔性石墨烯傳感帶在服裝用人體數(shù)據(jù)采集如長度測量等方面有一定的應(yīng)用性。 

【文章來源】：東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,46(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

拉伸伸長電阻測試裝置示意圖

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，柔性石墨烯傳感帶6#～10#的電阻與伸長率對應(yīng)的散點(diǎn)分布都較為規(guī)律，整體走勢較為一致，因此僅列舉試樣7#和10#，如圖3所示。由圖3可以看出，在伸長率為0～25%時(shí)，傳感帶的電阻隨著伸長率的增大而逐漸增大。從傳感帶電阻的增長速度來看，其分界點(diǎn)所對應(yīng)的伸長率在10%附近，整體走勢可被劃分為兩個(gè)階段，當(dāng)伸長率小于10%時(shí)，電阻增長速率較快，但當(dāng)伸長率超過10%后，其電阻變化較小。本文選擇8%～9%、9%～10%、10%～11%和11%～12%共4個(gè)區(qū)間，用以比較傳感帶6#～10#在相應(yīng)區(qū)間的電阻變化量ΔR，結(jié)果如表3所示。由表3可知，當(dāng)伸長率超過10%后，傳感帶的電阻增速明顯變慢，且逐漸趨于穩(wěn)定。這是由于當(dāng)伸長率超過10%后，傳感帶的電阻變化較小且僅有微小浮動(dòng)，因此選擇10%作為分界點(diǎn)，下文僅對伸長率為0～10%時(shí)傳感帶的傳感性能進(jìn)行分析。使用Origin 9.0軟件分別對傳感帶6#～10#在伸長率為0～10%內(nèi)的電阻（R）與伸長率（ε）的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行方程擬合，其擬合結(jié)果如表4所示。由表4可知，傳感帶6#～10#的電阻與伸長率的關(guān)系符合指數(shù)函數(shù)，相關(guān)系數(shù)均大于0.98，可見其擬合效果良好。

重復(fù)性是指傳感器在同一輸入值連續(xù)多次變化時(shí)，其輸出值曲線不一致的程度，可作為衡量傳感器性能穩(wěn)定的一項(xiàng)重要指標(biāo)[13]。為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)行5次重復(fù)拉伸試驗(yàn)，每個(gè)樣品每次拉伸試驗(yàn)完成后，靜置于水平臺(tái)面上3h，重新測量其初始長度與初始電阻值。分別記錄每次試驗(yàn)結(jié)果，用以分析其重復(fù)性。以傳感帶6#為例，其拉伸伸長率為0～25%，以均勻的拉伸長度間隔共記錄了30組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)均為傳感帶被拉伸后的長度值和此時(shí)的電阻值。5次重復(fù)測試中，傳感帶的拉伸量與首次試驗(yàn)保持一致，以保證試驗(yàn)的重復(fù)進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，其中下角標(biāo)n表示第n次拉伸測試試驗(yàn)，n=1,2，…，5。圖4 柔性石墨烯傳感帶的5次重復(fù)測試情況

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3344962