柔性触觉传感器用碳纳米管复合材料研究.pdf

合肥工业大学
硕士学位论文
柔性触觉传感器用碳纳米管复合材料的研究
姓名:张玉刚
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:黄英
20100601
柔性触觉传感器用碳纳米管复合材料的研究摘要碳纳米管独特的力学和电学性能,使其在制备功能复合材料领域具有广泛器及其敏感材料的研究现状;针对现有研究中敏感材料所存在的问题,提出了碳纳米管填充型和碳纳米管/炭黑并用填充型导电橡胶的研究方案。本研究采用混酸改性结合超声波分散工艺对碳纳米管进行了预处理,并通过红外光谱和扫描电子显微镜等测试手段对样品进行了表征和分析。结果显示:导电性、压阻线性、弛豫、温度及力学特性的影响。实验结果表明:碳纳米管和炭黑并用时在橡胶体系中形成的“葡萄串”结构及不同维度纳米填料间的协同米管并用导电橡胶的压阻线性度、线性区间、弛豫、温度等性能较传统炭黑填充型导电橡胶均有较大改善,可用于制备性能优良的柔性触觉传感器。关键词:碳纳米管导电橡胶触觉传感器的应用前景。本文阐述了碳纳米管的结构、性能及应用;分析了柔性触觉传感碳纳米管在有机溶剂中的分散性得以改善;碳纳米管表面接枝了羧基基团,有助于其反应活性的提高。利用溶液共混法,制备了碳纳米管填充型和碳纳米管/炭黑并用填充型导电橡胶实验样品;分析了碳纳米管的填充比例、长径比、功能化等对复合材料的作用有助于增强复合材料导电网络的稳定性。在合适的配比情况下,炭黑/碳纳炭黑
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插图清单图应用在机器人手上的电子皮肤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图柔性触觉传感器示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯卷曲结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..吸收谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图碳纳米管分散效果的对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图导电橡胶的渗流现象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图受外力压缩后的压敏导电⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图压阻实验装置与电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图痔盍喜煌寤质难棺杼匦浴图闹植煌盍现柿糠质ナ钡母春喜牧涎棺杼匦浴图畛浔扔肜焯匦怨叵拉伸强度狭焉斐ぢ省⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图填料并用的掌图炭黑和碳纳米管的协同效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..ㄑ沽ο赂餮返某谠デ摺图导电橡胶的电阻率温度特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图煌盍涎返睦烨慷榷员ィ
列表清单表炭黑技术指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表碳纳米管技术指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表压阻线性拟合优度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..表样品成分及配比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表各样品的初始电阻⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.
新魏缈学⋯⋯越祧￥⋯≯黔氯以少⋯学位论文作者签字:.⊙眂月日签字日期:乱【月日\趴兰梢越宦畚牡娜ú炕虿糠致畚哪谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢圆捎糜坝⑺跤』蛏独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:金壁薹些态堂本学位论文作者完全了解佥胆三些态堂有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅或借阅。本人授权金目曼互些态本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文者签名:【学位论文作者毕业后玄向:鹤鞯ノ唬通讯地址:电磊:邮编:日目黄
致谢感谢黄英教授对本论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予的耐心指导。黄老师严谨的治学态度、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及丰富的社会阅历和诲人不倦的师者风范使我在求学过程中受益匪浅,是予的关心和支持。葛老师高屋建瓴,对课题提出了很多好的想法和建议。感谢师兄向蓓、明小慧,同学刘平、董万成、黄钰,师弟廉超、赵兴等在感谢我的父母及家人,