《具有預置結構介電彈性體的製備、結構與性能研究》是依託揚州大學，由王志峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有預置結構介電彈性體的製備、結構與性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王志峰
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
介電彈性體微驅動器因在眾多領域具有套用價值而引起人們廣泛關注。進一步提高和最佳化電致應變性能是介電彈性體作為微驅動器進行套用所面臨的主要問題。目前致力於提高電致應變性能的方法多為單純提高材料介電常數或降低材料模量，僅有少量研究是通過調控材料內部結構進行的。而且，所採用的拉伸等調控結構的方法都是在已形成的基礎結構上進行的微調，對材料巨觀性能的改善作用有限。本項目提出在基礎結構形成前進行結構調控，即利用電場誘導填充粒子在未固化基體中排列取向，構建有序結構，固化後製得具有預置結構的介電彈性體，探究填充粒子電場回響性的受控因素，以及材料複合過程中電場參數等對預置有序結構的影響機制，揭示介電彈性體內部預置有序結構與材料電致應變性能的關係，為高電致應變介電彈性體的製備方法提供有益補充。
結題摘要
介電彈性體微驅動器因在眾多領域具有套用價值而引起人們廣泛關注。進一步提高和最佳化電致應變性能是介電彈性體作為微驅動器進行套用所面臨的主要問題。本項目圍繞利用電場誘導填充粒子在未固化基體中排列取向，構建有序結構製備具有預置結構的介電彈性體。設計並製備了2類電場回響性複合粒子，研究了其在電場誘導下的排列行為，探究了填料粒子在介電彈性體基體中排列程度的影響因素和形成機制，並通過與材料的介電、力學性能的結合，闡明了電致形變性能與結構之間的相關性。本項目研究結果表明：電場回響性複合粒子在電場誘導極化作用下，隨著填充量增加，場強升高，顆粒排列程度增強；與不加電場相比，在製備介電矽橡膠過程中施加外部電場可以提升材料的介電常數，而模量呈相反變化趨勢，所得介電彈性體最大電致形變數提升1.7倍，同樣使電致形變數達到10%，刺激電場強度由11V/μm降至5.5V/μm。而施加垂直方向電場製備介電彈性體時，所得介電矽橡膠的模量高於施加水平方向電場的情況，但介電常數的提升明顯高於水平電場的，而材料電致形變性能遠優於施加水平方向電場製備的介電矽橡膠，最大電致形變數達到16%@5V/μm，當施加2.8V/μm的刺激電場時，形變數即可達到10%。通過本項目的實施，探索出了一種利用電場調控介電填料在彈性體基體中分布製備具有預置結構介電彈性體的方法，豐富了低電場強度下產生高電致形變介電彈性體的製備方法。
