导电复合材料传感薄膜及变形分布测试研究

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1、硕士学位论文导电复合材料传感薄膜及变形分布测试研究ConductiveCompositeSensingFilmandMeasurementforDeformationDistribution作者：王英杰导师：周国庆教授梁恒昌副教授中国矿业大学二○一四年六月中图分类号TU454学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文导电复合材料传感薄膜及变形分布测试研究ConductiveCompositeSensingFilmandMeasurementforDeformationDistr

2、ibution国家重点基础研究发展计划（973）(2012CB026103)国家高技术研究发展计划（863）(2012AA06A401)国家高等学校学科创新引智计划（B14021）国家自然科学基金(41271096)资助国家自然科学基金(51304209)国家自然科学基金（51104146）作者王英杰导师周国庆申请学位工学硕士培养单位力建学院学科专业岩土工程研究方向岩土工程测试答辩委员会主席张伟评阅人朱珍德、刘志强二○一四年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《导电复合材料传感薄膜

3、及变形分布测试研究》，是本人在导师指导下，在中国矿业大学攻读学位期间进行的研究工作所取得的成果。据我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日88学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授

4、权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日论文审阅认定书研究生王英杰在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合

5、格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢在论文完成之际，谨向在我攻读硕士学位期间所有给予支持与帮助的老师和同学表示诚挚的谢意！本文是在导师周国庆教授的悉心指导下完成的。在论文完成过程中，遇到不少困难，周老师细心地为我梳理思路，指出不足之处并提出修改意见，可以说论文的每一个环节都倾注了周老师的智慧和心血。周老师严谨的治学态度，孜孜不倦的追求精神，平易近人的生活态度让我

6、深有感触。同时，周老师在生活方面给予我无微不至的关怀也使我感到温暖。这三年的学习生涯，对我以后的工作、生活将产生深远的影响。在论文完成之际，让我再次以最诚挚的敬意向恩师表示感谢！鲍强硕士、熊玖林硕士、季雨坤学士、李瑞林硕士、路桂林硕士、梁亚武硕士在试验过程中给予了无私帮助，在此表示衷心感谢！感谢陈国舟博士、陶祥令博士、陆勇博士、王涛博士、赖泽金博士、夏利江博士、殷勇博士、阴祺翔博士、朱坤鹏硕士、姜雄硕士及在浙江工商大学的廖波师兄等课题组成员对作者的关心与帮助！感谢我的家人自始至终给予的理解和支持！

7、感谢我的母校－中国矿业大学对我三年的培养！感谢各位专家、教授在百忙中对论文的审阅与指教！王英杰2014年6月摘要模型试验是解岩土工程问题的重要手段和有效方法。目前对物理模型试验变形的量测内容量测要求越来越高，内容涉及岩土介质特有的一些特征如裂纹、剪切（破坏）带、岩土支护结构等多点变形甚至变形场的测试。但目前已有传感器无法进行场量测试，同时岩土体不能适应被测岩土体变形精度及范围因此，迫切需要研制设计灵活、灵敏度高、适用于大变形、可用于测试变形场量特征的新型传感方法与传感技术。论文在课题组前期研究工作

8、的基础上对炭黑/硅橡胶导电薄膜复合材料的导电性、力敏感性及温度敏感性等基本传感特性进行了试验研究，研究结果表明制作的厚度100μm的薄膜试样在拉伸应变达到25%（25×106）、恒温及变温条件下，拉-阻曲线均为具有良好可重复性的一维线性关系；分析发现薄膜试样线性度为1.65%、灵敏度为2.4303、重复性误差1.16%、迟滞误差率5.3%。结果表明，该导电薄膜复合材料可以作为优良传感材料使用。论文以导电薄膜的功能特性为基础自行设计了一套由测试传感阵列、测试硬件及测试软件组成的新型变