钛酸铜钙填充硅橡胶介电弹性体的制备及其作为力学传感器材料研究初探

【作者】 张明； 张亦旸； 王根林； 段磊； 魏源源； 龚俊杰；

【机构】 扬州大学化学化工学院；

【摘要】 本文合成了钛酸铜钙及其衍生物作为高介电填充料,与硅橡胶复合制成新型介电弹性体材料。这种介电弹性体材料在电场作用下的电致形变功能随着钛酸铜钙填充材料类型和填充质量份的不同而异。在此基础上,本文根据可变电容原理,设计了一种测试介电弹性体在外加载荷条件下,由于厚度变化所引起的电压值信号变化的实验装置,为把介电弹性体作为力学传感器材料进行应用进行了新的探索。介电弹性体传感器的工作原理如公式所示:U=Q/C=Q/ε₀ε_Υ-A/Z=（Volume/ε₀ε_Υ）Q/A²式中U为感应电压,Q为感应电荷,C为电容,A为电极面积,z为电极厚度,Volume为电容体积,ε₀为真空介电常数,ε_Υ为相对介电常数。在压力条件下,电容体积发生变化,从而产生感应电压。介电弹性体静电容传感器与导电高分子传感器相比有较大应变范围以及极快的响应时间的优点,而与传统陶瓷以及金属类传感器相比在伸长率上有无法比拟的优势。本文设计的测量装置获得了在周期作用力的条件下,迅速获得相应电信号的良好效果。更多还原