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离子聚合物-金属复合材料的研究进展

姜涛 , 柳乐仙 , 连慧琴

材料导报

离子聚合物-金属复合材料(IPMC)是一类电活性材料,可作为柔性致动器和传感器,因在仿生学领域有广阔的应用前景而成为材料科学的研究热点之一.概述了IPMC的研究现状,包括IPMC的致动原理,基质膜材料的结构、制备及性质以及电极的制备方法及工艺.基于材料组成结构对IPMC基质膜进行了分类,详细讨论了膜材料的化学结构与其质子交换能力、溶胀性、吸水率、致动力、形变性等性能的关系,并分析了各类材料的特点及局限性;讨论了IPMC电极制备方法及工艺,分析了电极制备方法与其性能的关系;通过归纳总结IPMC组成结构对其性能的影响规律,探讨改进IPMC性能的方法,并展望了该类材料的发展前景.

关键词: 离子聚合物-金属复合材料 , 离子交换膜 , 致动器 , 机电性能

介电弹性体致动器及其应变响应研究

魏源远 , 冯志华 , 刘永斌 , 张平

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.06.008

用介电弹性体制作的致动器,具有变形量大、能驱动较大的负载、可塑性很好的特点.给出了一种使用介电弹性体制作基本致动器的方法,对电极、预应变等对该方法制作的致动器的影响进行了实验研究.结果表明,电极的柔软度必须与材料的性质匹配.太硬的电极会使应变变小,而太柔的电极会使薄膜易于击穿.预应变虽减弱了单位电压下的变形量,但却能提高致动器的最大应变量.

关键词: 介电弹性体 , 人工肌肉 , 致动器 , 电敏感聚合物

离子交换膜金属复合材料的特性及应用

樊建平 , 龚亚琦 , 邓泽贤

材料导报

离子交换膜金属复合材料以其良好的致动性和传感性引起了广泛的关注,结合近年来的研究成果,介绍IPMC在静电压作用下的机械特性,在交变电压作用下挠曲变形饱和状态与驱动电压和频率的关系,描述材料的制备方法和关键技术,分析它的致动机理.介绍了IPMC作为人工智能材料在不同领域的应用情况,并对由它制作的致动器在当前研究中存在的问题进行了分析阐述,指出未来研究的工作重点.

关键词: 离子交换膜 , 薄膜 , 电驱动 , 致动器

微隔振平台的压电致动器设计

陶帅 , 白鸿柏 , 侯军芳 , 李中伟

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2008.05.014

为实现微隔振平台的自适应控制,选择具有驱动和传感功能的压电陶瓷材料,在对单片压电陶瓷进行分析的基础上建立压电堆动态模型.设计了一种驱动器.该致动器不仅具有驱动与传感功能,而且具有简单、易加工等特点.通过试验研究.对压电致动器的预压进行标定,并选择合适的预压弹簧,完成对致动器的成品化.结果表明:该压电致动器的位移量大、重复性好.适用于微隔振平台的控制.

关键词: 微隔振平台 , 自适应控制 , 压电陶瓷 , 致动器 , 动态建模

Pt-Ni/Nafion材料的制备及电致动性能研究

郭文莎 , 罗欣 , 金建新

材料导报

IPMC智能材料具有在低电压下产生较大形变和张力的特点,可作为新型的致动器.为了降低制备成本,采用渗透还原法制备了Pt-Ni/Nafion双金属层离子聚合物复合材料,确定了一套完整的制备工艺,测试了Pt-Ni/Nafion材料在不同驱动电压下的致动特性.结果表明,IPMC膜的形变随着直流电压的增大而增大,与初始位置的最大偏转角为47°;IPMC膜在正弦交流电压驱动下,形变随着电压幅值增大而增大,随着电压频率的增大而减小,并且电压输入与位移输出具有线性关系.

关键词: IPMC , 致动器 , Pt-Ni/Nafion , 致动特性

导电聚合物的电化学机械性能及其致动器

黄美荣 , 李新贵

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.02.036

论述了导电聚合物优异的电化学机械性能,系统综述了新近研制的各种导电聚合物致动器的组装及特性.指出有些导电聚合物致动器具有传感和执行双重功能等性能特点,在机器人机械手、机器昆虫、人工假肢、分子发动机,细胞诊断等方面具有广阔而深远的应用前景.

关键词: 导电聚合物 , 电化学机械性能 , 致动器

磁致伸缩材料的特性及应用研究(Ⅱ)

胡明哲 , 李强 , 李银祥 , 张一玲

稀有金属材料与工程

总结了磁致伸缩材料的发展及其在器件方面的应用,对该材料的各种性能作了阐述并与Pb(Zr,Ti)O3(PZT)压电材料进行了比较。报道了武汉理工大学开展的超精微致动器和磁场光纤传感等方面的研究并对该材料今后的应用进行了展望。

关键词: 超磁致伸缩材料 , 致动器 , 传感器

磁致伸缩材料的特性及应用研究(Ⅰ)

胡明哲 , 李强 , 李银祥 , 张一玲

稀有金属材料与工程

回顾总结了磁致伸缩材料的发展及其在器件方面的应用,对以该材料为核心的各种器件性能作了阐述并与Pb(Zr,Ti)O3(PZT)压电材料进行比较.报道了武汉理工大学开展的超精密微位移致动器和磁场光纤传感等方面的研究,并对该材料今后的应用进行了展望.

关键词: 超磁致伸缩材料 , 致动器 , 传感器

超磁致伸缩致动器建模研究综述

崔旭 , 何忠波 , 李冬伟 , 李玉龙

兵器材料科学与工程 doi:33-1331/TJ.20110703.2110.001

超磁致伸缩材料具有很强的非线性耦合特性、磁滞特性和复杂动态特性.因此,建立能够准确描述超磁致伸缩致动器工作状态的模型成为关键问题.综述棒型超磁致伸缩材料在多场耦合特性、磁滞特性建模研究状况以及超磁致伸缩致动器动力学建模研究状况,分析当前所建立多种模型的优缺点,并展望建模工作的发展趋势.

关键词: 超磁致伸缩材料 , 致动器 , 建模

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