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(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：文慧指導(dǎo)教師：廖昌榮教授專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)光電工程學(xué)院二O一七年五月?★研究工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.51575065)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)項(xiàng)目(No.106112015CDJZR125517）聯(lián)合資助萬方數(shù)據(jù)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)器人柔性觸覺傳感器的研究也越來越多。由于導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電性且價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，因此大部分研究主要集中在炭黑填充型導(dǎo)電橡膠上。然而研究發(fā)現(xiàn)，炭黑顆粒間極性較強(qiáng)，相互吸引易團(tuán)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(dǎo)電通道需要大量填充。因此本文將填充具有軟磁特性的導(dǎo)電填料的磁流變彈性體作為研究對象。由于導(dǎo)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(dǎo)電鏈的形成，降低材料滲流閾值，提升力學(xué)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(shí)驗(yàn)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(nèi)容。②分析磁流變彈性體的導(dǎo)電通路、隧道效應(yīng)以及場致發(fā)射效應(yīng)三種導(dǎo)電理論?；谒淼佬?yīng)理論，分析導(dǎo)電鏈數(shù)量、導(dǎo)

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(dǎo)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(yīng)力應(yīng)變曲線對所建模型進(jìn)行驗(yàn)證，為磁流變彈性體的設(shè)計(jì)、制備以及應(yīng)用提供指導(dǎo)。③分析導(dǎo)電橡膠的制備工藝，在此基礎(chǔ)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(qiáng)度下預(yù)結(jié)構(gòu)化的磁流變彈性體樣品。最后根據(jù)試驗(yàn)測試

5、方式搭建實(shí)驗(yàn)平臺。④采用絕緣電阻測試儀UC2684A和螺旋推拉力試驗(yàn)機(jī)對磁流變彈性體的壓阻特性進(jìn)行測試，根據(jù)零壓力下（預(yù)緊力下）的電阻測試結(jié)果，研究鎳粉含量和分散特征對磁流變彈性體導(dǎo)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(jìn)行測試，研究溫度對電阻的影響規(guī)律，為溫