A fibrous skeleton material based on liquid metal, including the fiber skeleton and the liquid metal, in which the fibrous skeleton is mainly supported, and the external load is dispersed along the fiber to all places. The liquid metal is filled with the fiber framework to supplement the support. With the change of the state of existence, the stiffness is adjusted and the temperature is adjusted. When the melting point of the liquid metal is below the melting point of the liquid metal, the liquid metal exists in solid state and the material stiffness is maximum. As the temperature rises, the liquid metal is gradually transformed from the solid to the liquid. The stiffness of the material decreases gradually. When the liquid metal is completely liquid, the stiffness of the material is reduced to a minimum. The invention also provides the preparation method. The stiffness of the material can be changed with the external temperature. It is a good stiffness controllable material, which can be used in many fields, such as flexible robot and exoskeleton.
【技术实现步骤摘要】
一种基于液态金属的纤维骨架材料及其制备方法
本专利技术属于纤维骨架材料
,特别涉及一种基于液态金属的纤维骨架材料及其制备方法。
技术介绍
纤维骨架材料泛指以纤维作为内部骨架、外部填充有柔性物质的一系列复合材料,其内部纤维构成的网络状骨架可将材料所受的力分散至各处,具有韧性高、强度大及承载力好等优点,在橡胶制品如轮胎、胶带及软管等领域有着重要的应用。此外,构建纤维骨架的原材料不同,其沿骨架不同方向的力学性质也会有很大区别,为制造各向异性材料提供了一种简单思路。液态金属具有导电性好、导热性好等优点,但纯液态金属的力学性质不佳。若将液态金属填充进纤维骨架构成复合材料,则会大大改善液态金属的性能。除此之外,随着温度的变化,液态金属的存在状态也会随之改变,从而改变该种材料的刚度,使之具有温度响应型的刚度调控性能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种基于液态金属的纤维骨架材料及其制备方法,以纤维材料作为骨架、以液态金属作为外部填充支持材料;所得材料的刚度可随外界温度的高低不断变化,是一种良好的刚度可控性材料。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种基于液态金属的纤维骨架材料,包括纤维骨架1和液态金属2,其中,纤维骨架1主要起支撑作用,将外加负载沿纤维走向分散至各处;液态金属2填充于纤维骨架1,起到补充支撑作用,随着存在状态的改变实现刚度调节,当温度低于液态金属2的熔点时,液态金属2以固态存在,材料刚度最大;随着温度的升高,液态金属2逐渐由固态转化为液态,材料刚度逐渐降低,当液态金属2完全以液态存在时,材料的刚度减至最小。 ...
【技术保护点】
一种基于液态金属的纤维骨架材料,其特征在于,包括纤维骨架(1)和液态金属(2),其中,纤维骨架(1)主要起支撑作用,将外加负载沿纤维走向分散至各处;液态金属(2)填充于纤维骨架(1),起到补充支撑作用,随着存在状态的改变实现刚度调节,当温度低于液态金属(2)的熔点时,液态金属(2)以固态存在,材料刚度最大;随着温度的升高,液态金属(2)逐渐由固态转化为液态,材料刚度逐渐降低,当液态金属(2)完全以液态存在时,材料的刚度减至最小。
【技术特征摘要】
1.一种基于液态金属的纤维骨架材料,其特征在于,包括纤维骨架(1)和液态金属(2),其中,纤维骨架(1)主要起支撑作用,将外加负载沿纤维走向分散至各处;液态金属(2)填充于纤维骨架(1),起到补充支撑作用,随着存在状态的改变实现刚度调节,当温度低于液态金属(2)的熔点时,液态金属(2)以固态存在,材料刚度最大;随着温度的升高,液态金属(2)逐渐由固态转化为液态,材料刚度逐渐降低,当液态金属(2)完全以液态存在时,材料的刚度减至最小。2.根据权利要求1所述基于液态金属的纤维骨架材料,其特征在于,所述纤维骨架(1)为由细丝编织成的具有网络结构的纤维,材质主要为高分子聚合物,或为金属细丝构成的金属骨架;构型采用横截面为六边形及环形的平面或空隙结构,骨架孔隙大小为0.01~1毫米。3.根据权利要求1所述基于液态金属的纤维骨架材料,其特征在于,所述高分子聚合物为碳纤维、涤纶、腈纶或尼龙中的一种或多种,所述金属为铁、铜、钛、银及其合金中的一种或多种。4.根据权利要求1所述基于液态金属的纤维骨架材料,其特征在于,所述纤维骨架(1)和液态金属(2)的体积比为1:20。5.根据权利要求1所述基于液态金属的纤维骨架材料,其特征在于,所述液态金属(2)为共晶镓铟合金,或为汞、铋及其合金,或为镓铟锡合金、铋铟锡合金。6.根据...
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