新型电致活化材料—介电弹性体的驱动特性研究,博士论文

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划新型电致活化材料—介电弹性体的驱动特性研究,博士论文　　基于介电弹性体面积应变特性的实验研究　　摘要:电场活化聚合物在直流电场作用下会产生大幅度的应变,通过本次实验研究影响介电弹性体材料激活区(电极涂层区域)面积应变的主要因素,寻找激活区面积应变和这些影响因素之间的关系,进而根据它们之间的关系确定能获得所需激活区面积应变的合适条件。文中对材料分别从单轴预拉伸、均匀双轴预拉伸、非均匀双轴预拉伸等方面作实验分析。　　关键词:介电

2、弹性体预拉伸电极材料面积应变　　1引言　　电活性聚合物的种类包括:导电橡胶、离子交换膜金属复合材料、凝胶体、纳米管及介电弹性体等。其中介电弹性体被认为是最具前景的一类材料,其中以丙烯酸弹性体和硅树脂弹性体最具有代表性。介电弹性体既可正向使用,其特性柔软、质量轻,被称为人造肌肉,在未来新一代柔性致动器、传感器领域极赋应用潜力,例如可用于微小型机械、机器人,尤其是仿生机器人的柔性电致动。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保

3、障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　介电弹性体材料两个相对表面覆盖上柔性电极,当电极上施加电压时,弹性体将发生厚度和面积的变化:厚度减小而面积扩大。其原理如下:当电极上施加电压时,上下两个电极上的异性电荷相互吸引而每个电极上的同性电荷相互排斥,当这个力足够大时就能观察到介电膜明显的运动。当然,覆盖在两个面上的电极必须是柔性的。弹性体材　　电致伸缩相关资料　　电致伸缩原理　　任何电介质在外电场E的作用下都会出现应力,这种应力的大小与E的二次项成线性关系,这种效应被称为电致伸缩(elec

4、trostriction)效应,这一比例于电场二次项的应力将使电介质产生相应的应变,称为电致伸缩应变。　　性质　　电致伸缩应变是由电场中电介质的极化所引起,发生在所有的电介质中,其特征是应变的正负与外电场方向无关。电致伸缩效应的优点在于它的电场--应变关系非常稳定,不会随时间以及电场的反复循环而发生变化。　　一般认为,引起电场—应变关系的因素有两个电致伸缩效应,由它引起的应变可以理解为因极化度的改变而相应发生的应变应力,由它引起的应变与物质的介电性能和弹性有关。　　发展现状　　目前研究较多的电致伸缩材料主要有两种：电致伸缩陶瓷和聚氨酯

5、。电致伸缩陶瓷：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　自1980年以来美国宾夕法尼亚大学的L.E.Cross和日本东京工业大学的内野研二等人合作研究陆续发表了几篇PMN-PT体系的电致伸缩效应的论文，认为这种新的PMN体系陶瓷材料具有较大的电致伸缩效应，可作为一种优良的换能器材料，为此不仅获得了美国海军的大量自助而且也使电致伸缩效应获

6、得到了广泛关注。大量的研究表明，弛豫铁电体具有良好的电致伸缩性能，而且其滞后，回零性和重复性好，因此其在微位移器等诸多方面有着广阔的应用前景。但是对电致伸缩材料的研究一开始只是停留在含铅体系上，经过各方的研究探索开发了诸多具有良好综合性能的电致伸缩材料，而从近几年国际上环保意识的增强，开始对有毒含铅材料进行限制，无铅弛豫电致伸缩材料逐渐开始成为人们的研究重点。比如钛酸钡钙基无铅铁电陶瓷。E.Burcsu曾报道钛酸钡单晶的电致伸缩性能，在20kV/cm的电场下能获得的最大应变为%。研究开发性能较好的无铅电致伸缩材料不仅具有一定的理论意义

7、，而且对于工程应用来说也具有不可估量的实用价值。　　现在研究的电致伸缩陶瓷一般都是弛豫型铁电体陶瓷材料，它是电致伸缩效应与铁电--铁弹藕合效应而引起外形的变化，对于它们的电致伸缩效应机理比较复杂，一般描述是该效应伴随电畴的转向同时发生晶轴的变换，或者是晶形的变化而引起的，因而变形量要比逆压电效应大得多。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计

8、划　　尽管电致伸缩效应存在于一切固体电介质中，但其大小还是不同，于实际应用而言，要求加一个不太强的电场，就能产生足够大的应变，且要求应变与电场没有滞后关系，重复性好，温度稳定性好，应该选择介电常数大并属于扩散相变的材料，