鎳粉填充型磁流變彈性體壓阻特性研究

1、鎳粉填充型磁流變彈性體壓阻特性研究?重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：文慧指導教師：廖昌榮教授專業(yè)：儀器科學與技術學科門類：工學重慶大學光電工程學院二O一七年五月?★研究工作得到國家自然科學基金項目(No.51575065)和中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項項目(No.106112015CDJZR125517）聯(lián)合資助萬方數(shù)據(jù)重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要隨著智能機器人技術的發(fā)展，對機器人柔性觸覺傳感器的研究也越來越多。由于導電橡

2、膠兼具壓敏特性和柔韌性，是一種良好的柔性傳感材料，被廣泛用于柔性觸覺傳感器研究。目前所研究的導電橡膠主要有碳系和金屬系兩類填料，由于炭黑具有良好導電性且價廉易得等優(yōu)點，因此大部分研究主要集中在炭黑填充型導電橡膠上。然而研究發(fā)現(xiàn)，炭黑顆粒間極性較強，相互吸引易團聚，并且制備過程中炭黑在基體中分布特征不可控，形成連續(xù)的導電通道需要大量填充。因此本文將填充具有軟磁特性的導電填料的磁流變彈性體作為研究對象。由于導電填料具有軟磁特性，在制備過程中

3、可通過外加磁場控制顆粒在基體中的分散，促使導電鏈的形成，降低材料滲流閾值，提升力學性能。基于目前磁流變彈性體和觸覺傳感器敏感材料的研究現(xiàn)狀，本文開展了鎳粉填充型磁流變彈性體壓阻特性的研究，實驗研究磁流變彈性體的壓阻特性，理論上建立壓阻模型，具體工作如下：①分析觸覺傳感材料以及磁流變彈性體的研究現(xiàn)狀，針對不足提出本課題研究的意義與內容。②分析磁流變彈性體的導電通路、隧道效應以及場致發(fā)射效應三種導電理論?；谒淼佬碚摚治鰧щ婃湐?shù)量、導

4、電顆粒間距以及材料自身剛度在磁流變彈性體受力過程中的變化規(guī)律，推導磁流變彈性體的壓阻模型；從模型出發(fā)，分析影響磁流變彈性體壓阻特性的各因素，并且根據(jù)材料的應力應變曲線對所建模型進行驗證，為磁流變彈性體的設計、制備以及應用提供指導。③分析導電橡膠的制備工藝，在此基礎上完成對磁流變彈性體原材料的選型，并研究磁致鏈化型磁流變彈性體的制備方法，以硅橡膠為基體、羰基鎳粉為填料制備不同配比、不同磁場強度下預結構化的磁流變彈性體樣品。最后根據(jù)試驗測試

5、方式搭建實驗平臺。④采用絕緣電阻測試儀UC2684A和螺旋推拉力試驗機對磁流變彈性體的壓阻特性進行測試，根據(jù)零壓力下（預緊力下）的電阻測試結果，研究鎳粉含量和分散特征對磁流變彈性體導電性的影響；根據(jù)施壓過程中電阻變化情況研究鎳粉含量、鎳粉分散特征以及外加電壓對壓阻特性的影響，確定壓力靈敏度高、壓力作用范圍寬、壓阻曲線線性度好的磁流變彈性體的配比。另外，采用上述儀器以及恒溫箱對磁流變彈性體的溫敏特性進行測試，研究溫度對電阻的影響規(guī)律，為溫