介電彈性體可以在電場作用下產(chǎn)生可控的形狀或體積變化,在機(jī)器人和能源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。介電彈性體在電致變形過程中的力電耦合問題一直是該領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn)。然而現(xiàn)有力電模型研究中多將介電彈性體簡化為理想的彈性體,對力電耦合作用下粘彈性的變化關(guān)注較少,更甚少深入研究外加電場對介電彈性體動態(tài)粘彈性的作用。本文以無定型TiO₂顆粒為分散相顆粒,室溫硫化硅橡膠為聚合物基體,制備不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合型介電彈性體,研究外加電場對其變形及粘彈性的影響規(guī)律,為介電彈性體力電模型的修正奠定基礎(chǔ)。本論文主要研究內(nèi)容如下:（1）通過旋轉(zhuǎn)流變儀分別對顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、20%和30%的TiO₂/硅橡膠介電彈性體進(jìn)行動態(tài)粘彈性測試。結(jié)果表明,在電場作用下,介電彈性體的粘彈性會發(fā)生變化。此外,隨著顆粒含量的升高,介電彈性體的電場敏感性更高。在5 kV/mm的外加電場條件下,顆粒含量為30%的介電彈性體儲能模量較零場下增大了18.1%。（2）通過流變測試分別對填充隨機(jī)分布TiO₂顆粒和取向分布TiO₂顆粒的介電彈性體的動態(tài)粘彈性... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 介電彈性體概述
        1.1.1 介電彈性體基本介紹
        1.1.2 介電彈性體工作原理
        1.1.3 介電彈性體性能影響因素
    1.2 介電彈性體材料研究進(jìn)展
        1.2.1 傳統(tǒng)介電彈性體材料
        1.2.2 填充陶瓷材料的介電彈性體
        1.2.3 填充導(dǎo)電材料的介電彈性體
        1.2.4 填充有機(jī)材料的介電彈性體
        1.2.5 新型合成的介電彈性體
    1.3 介電彈性體材料的應(yīng)用
    1.4 介電彈性體力電耦合理論研究進(jìn)展及存在的問題
        1.4.1 力電耦合研究進(jìn)展
        1.4.2 現(xiàn)有力電耦合理論存在的問題
    1.5 本課題的研究目的及意義
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 介電彈性體的制備
2顆粒的制備">        2.3.1 無定型TiO₂顆粒的制備
2/硅橡膠介電彈性體的制備">        2.3.2 TiO₂/硅橡膠介電彈性體的制備
    2.4 介電彈性體的結(jié)構(gòu)表征及性能評價方法
        2.4.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.4.2 介電性能分析
        2.4.3 電致變形測試
        2.4.4 動態(tài)粘彈性測試
3 顆粒含量對介電彈性體性能的影響
2納米顆粒微觀結(jié)構(gòu)表征">    3.1 TiO₂納米顆粒微觀結(jié)構(gòu)表征
    3.2 介電彈性體的結(jié)構(gòu)表征
2納米顆粒含量對復(fù)合介電彈性體介電性能影響">    3.3 TiO₂納米顆粒含量對復(fù)合介電彈性體介電性能影響
2納米顆粒含量對復(fù)合介電彈性體電致變形的影響">    3.4 TiO₂納米顆粒含量對復(fù)合介電彈性體電致變形的影響
2納米顆粒含量對各向同性復(fù)合介電彈性體電致粘彈性參數(shù)的影響">    3.5 TiO₂納米顆粒含量對各向同性復(fù)合介電彈性體電致粘彈性參數(shù)的影響
2納米顆粒含量對復(fù)合型介電彈性體LAOS性能的影響">    3.6 TiO₂納米顆粒含量對復(fù)合型介電彈性體LAOS性能的影響
    3.7 小結(jié)
4 顆粒在基體中分布方式對介電彈性體性能的影響
2/硅橡膠復(fù)合介電彈性體的微觀結(jié)構(gòu)">    4.1 不同復(fù)合結(jié)構(gòu)TiO₂/硅橡膠復(fù)合介電彈性體的微觀結(jié)構(gòu)
2/硅橡膠復(fù)合介電彈性體電致粘彈性參數(shù)的影響">    4.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)對TiO₂/硅橡膠復(fù)合介電彈性體電致粘彈性參數(shù)的影響
2/硅橡膠復(fù)合介電彈性體LAOS性能的影響">    4.3 復(fù)合結(jié)構(gòu)對TiO₂/硅橡膠復(fù)合介電彈性體LAOS性能的影響
2/硅橡膠復(fù)合介電彈性體電致粘彈性效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理">    4.4 TiO₂/硅橡膠復(fù)合介電彈性體電致粘彈性效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理
    4.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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]全有機(jī)電活性復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 苑金凱,黨智敏.  絕緣材料. 2007(03)

博士論文
[1]粒子/基體界面改性對電流變彈性體粘彈性的影響[D]. 鈕晨光.大連理工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]低模量高介電常數(shù)介電彈性體的合成及性能[D]. 李棟棟.北京化工大學(xué) 2015



本文編號：3026294