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碳纳米纤维膜的应变分析

返回列表 来源:未知 发布日期:2021-11-26 08:59【

    导电纳米材料主要有 碳基纳米材料( 碳纳米管、石墨烯、炭黑纳米颗粒、 碳纳米纤维( CNF) ) 、炭化棉/丝织物、金属纳米 线/颗粒、导电聚合物( 聚苯胺、聚吡咯) 、二维 金属 碳/氮 化 物 材 料等; 弹性基体主要有聚氨 酯( TPU) 、聚二甲基硅氧烷( PDMS) 、硅橡胶等; 由导电材料形成的导电网络结构包括膜结构( 有序 堆叠、均匀分散) 、纤维/纱线结构( 包覆沉积、皮芯结 构) 、织物结构、凝胶、海绵结构等。利用 KSL-1200X-J 马弗炉( 合肥科晶材料技 术有限公司) 在空气氛围中对 PAN/石墨烯复合纳 米纤维膜进行预氧化处理,预氧化升温速率为 2 ℃ /min,升温至 270 ℃ 保温 1. 5 h; 再将预氧化后 的复合纳米纤维膜( 包含锌箔纸) 放置于带凹槽的 石墨板中,槽深度为 1 mm,并用另一块石墨板进行 夹持,随后将其放置于 GSL-1750X-KS 高温炉( 合肥科晶材料技术有限公司) 中。



    在接收滚筒转速为 800 r/min,纺 丝时间从 10 min 增加到 45 min 时,CNFM 的厚度由 0. 8 μm 逐渐增加到 3. 9 μm,透光率从 48%下降到 5%。对宽度为 10 mm,不同纺丝时间下 CNFM 的电 阻进行测试,结果发现,随着 CNFM 厚度的增加,其 电阻从 3. 82 kΩ 减小到 0. 33 kΩ。利用静电纺丝法制备不同取向的 PAN/石 墨烯复合纳米纤维膜,随后对其进行预氧化及炭化 处理,获得具有高透光性的轻薄型碳纳米纤维 膜( CNFM) ,并以此设计柔性应变传感器。探讨了 CNFM 的厚度、宽度、CNF 的取向对传感器性能的影 响,分析牵伸方向与 CNF 的取向平行或垂直时的传 感特点。