一种卷曲键盘制备方法技术

本发明专利技术公开了一种卷曲键盘制备方法，先将碳纤维高温碳化，接上电极，放入任意形状塑料模具中，然后灌入PDMS或PDVF基底溶液，真空中去气泡固化，接入以单片机为核心的接键电路。本发明专利技术利用了弹性导体优良的弹性特征与导电性，制作出的键盘结构简单、轻薄，无机械加载装置，该键盘基底材料透明，可以任意扭曲，并具有防水防火耐高温等超越传统键盘的优良特性，使其可应用于航空航天、海洋探索等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种卷曲键盘制备方法
本专利技术涉及计算机外围设备领域也属于电子材料与器件领域，尤其涉及到一种卷曲键盘制备方法。
技术介绍
长期以来，键盘的结构乃至形状一直采用传统的方式，一成不变，即以塑料等硬质材料制作面板和底座两部分，采用塑料暗钩或金属螺丝接合等方式将两部分相结合。由于采用硬质材料，导致键盘受过度压力形变会损坏。同时现有键盘统一采用的都是传统习惯的QWER键位设置方式，此键位设置使得键盘外形是一个长度多长的长方形，因此十分不便于携带，对于对键盘有特殊要求的消费者，会经常随身携带键盘，传统键盘不便于携带的不足将影响使用。诸如此类的限制导致传统键盘难以满足未来人们的需求，所以长期以来开发新型键盘被社会各界关注。现在已经出现的很多新式键盘，例如纺织键盘（专利申请号：CN201010562006.X）、硅胶软键盘（CN201010239203.8）等。其中硅胶软键盘采用医用级硅胶材料制作面板与底座，由于硅胶的弹性使键盘可以任意卷曲，满足了便于携带的要求，但是由于硅胶韧性较差在卷曲携带与使用中容易损坏，而且键盘依然不能适用于高温等恶劣条件，同时因为采用医用硅胶导致制作成本较高。
技术实现思路
本专利技术技术解决方案：克服现有技术的不足，提供一种卷曲键盘制备方法，利用了弹性导体优良的弹性特征与导电性，制作出的键盘结构简单、轻薄，无机械加载装置,该键盘基底材料透明，可以任意扭曲，并具有防水防火耐高温等超越传统键盘的优良特性。本专利技术的一种卷曲键盘制备方法。具体涉及到利用高温碳化将棉花制备成具有石墨化结构的碳纤维，利用其导电特性制备的基于弹性导体的四键位可转曲键盘。先将碳纤维高温碳化，接上电极，放入任意形状塑料模具中，然后灌入PDMS或PDVF基底溶液，真空中去气泡固化，接入以单片机为核心的接键电路，利用了弹性导体优良的弹性特征与导电性，制作出的键盘结构简单、轻薄，无机械加载装置,该键盘基底材料透明，可以任意扭曲，并具有防水防火耐高温等超越传统键盘的优良特性，其具体技术方案如下：（1）将含碳的纤维材料，密闭加热使其碳化，得到一整块碳纤维材料；（2）向步骤（1）中得到的整块碳纤维材料均匀的分割成若干块；（3）将步骤（2）中得到的若干块的碳纤维材料，接上电极，用导电的金属溶胶使其充分接触；（4）将步骤（3）中得到的焊接有电极的碳纤维材料，固定在模具中，向模具中注入绝缘透明的溶液；（5）将步骤（4）中的绝缘透明溶液真空除去气泡，固化处理一段时间，将若干块拼接在一起；（6）将步骤（5）中拼接在一起的产物，接入设计好的单片机。所述步骤（1）中密闭加热条件为：加热速率为：2-20℃/min,加热温度为600-1300℃,保温时间为：1-5小时。所述步骤（2）中若干块碳纤维为厚度相等、面积大小一致。所述步骤（3）中接上的电极为普通的铜导线、铝导线、银导线或其它金属导线。所述步骤（3）中导电的金属溶胶包括：银胶、环氧树脂导电胶、电子导电胶及它们任意比例混合的导电胶。所述步骤（4）采用的模具为：塑料模具、金属模具及其它常见的模具。所述步骤（4）中绝缘透明的溶液为：聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚偏氟乙烯（PDVF）等常见的透明易固化的液态聚合物。所述步骤（5）中固化处理时间为2-15小时。所述步骤（6）中单片机是ATmega16AVR单片机，用来采集这种触发信号并向串口发送指令，通过USB串口在电脑屏幕上显示相应的字母。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术创造性的提出了基于碳纤维弹性导体的键盘设计方案，利用了弹性导体优良的弹性特征与导电性，制作出的键盘结构简单、轻薄，无机械加载装置,该键盘基底材料透明，可以任意扭曲，并具有防水防火耐高温等超越传统键盘的优良特性，使其可应用于航空航天、海洋探索等领域。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备的键盘结构示意图；图2为本专利技术的卷曲键盘制备方法实现图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的卷曲键盘结构包括键盘输入端1，导线2，线路板3，单片机4（采用ATmega16AVR单片机），串口5（采用RS-232），USBASP下载器6。键盘部分1，由它将按压动作转化为触发信号，因为当按压某个键时，会在电脑上显示相应的字母。单片机4，用来采集这种触发信号并向串口5发送指令，通过USB串口就可以在电脑屏幕上显示相应的字母。如图2所示，本专利技术制备过程包括棉花2-1，高温碳化处理和切割处理2-2，块状碳纤维2-3，连接导线2-4，将导线固定到碳纤维上的连接剂（如银胶）2-5，导线2-6，放置到圆形的容器中并浇灌PDMS2-7，圆形的塑料容器2-8，PDMS2-9，纤维块2-10，固化2-11，键盘的最终成品2-12。高温处理2-2是为了得到石墨化的结构，使棉花2-1具有导电性，浇灌PDMS2-7是为了得到弹性可卷曲的碳纤维，这样即可得到本专利技术所示的可卷曲键盘的最终成品2-12。下面通过下述实施例来详细说明本专利技术，但并不限制本专利技术的内容：实施例1将棉花放入管式炉中，通保护气，以2℃/min的升温速率升至800℃然后在800℃下进行高温碳化处理数小时，得到一整块碳纤维，然后用刀片小心地将其切成4个厚度均匀、面积相差不大的块状，将导线去掉绝缘皮后插入碳纤维中，使用一种导电金属凝胶使其充分与碳纤维接触，然后在一个任意形状塑料模具中灌注PDMS或PDVF基底溶液，不要使其没过碳纤维，真空去气泡后进行固化处理4小时，之后将两块半键盘拼接在一起。实施例2将真空冻干处理后的细菌纤维素放入管式炉中，以5℃/min的升温速率升至1000℃然后在1000℃下进行高温碳化处理2小时，得到一整块碳纤维，然后用刀片小心地将其切成4个厚度均匀、面积相差不大的块状，将导线去掉绝缘皮后插入碳纤维中，使用一种导电金属凝胶使其充分与碳纤维接触，然后在一个任意形状的塑料模具中PDMS或PDVF基底溶液，不要使其没过碳纤维，真空去气泡后进行固化处理3小时，之后将两块半键盘拼接在一起。实施例3将废旧棉絮如衣服或棉被，通保护气，在900℃下进行高温碳化处理4小时，得到一整块碳纤维，然后用刀片小心地将其切成4个厚度均匀、面积相差不大的块状，将导线去掉绝缘皮后插入碳纤维中，使用一种导电金属凝胶使其充分与碳纤维接触，然后在一个任意形状的塑料模具中灌注PDMS或PDVF基底溶液，不要使其没过碳纤维，真空去气泡后进行固化处理5小时，之后将两块半键盘拼接在一起。实施例4将豆腐冷冻后脱水，在1200℃下，通保护气，进行高温碳化处理数小时，得到一整块碳纤维，然后用刀片小心地将其切成4个厚度均匀、面积相差不大的块状，将导线去掉绝缘皮后插入碳纤维中，使用一种导电金属凝胶使其充分与碳纤维接触，然后在一个塑料模具中PDMS或PDVF基底溶液，不要使其没过碳纤维，真空去气泡后进行固化处理4小时，之后将两块半键盘拼接在一起。以上实施均可以任意卷曲而不对键盘的性能不产生任何不良影响，可以耐受100N以内的拉力，耐受电烙铁500℃以内的高温，同时由于键盘的电路都被基底包裹，所以键盘具有良好的防水性能。在利用砝码测试灵敏度时，基本均可在50g的砝码以下的压力下迅速反应。以上实施例的结果经过精确的测试，实现了卷曲键盘的设计与制备，与现有的设计与制备方法相比，不仅具有良好的卷曲性、很高的灵敏度以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷曲键盘制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将含碳的纤维材料，密闭加热使其碳化，得到一整块碳纤维材料；（2）向步骤（1）中得到的整块碳纤维材料均匀的分割成若干块；（3）将步骤（2）中得到的若干块的碳纤维材料，接上电极，用导电的金属溶胶使其充分接触；（4）将步骤（3）中得到的焊接有电极的碳纤维材料，固定在模具中，向模具中注入绝缘透明的溶液；（5）将步骤（4）中的绝缘透明溶液真空除去气泡，固化处理一段时间，将若干块拼接在一起；（6）将步骤（5）中拼接在一起的产物，接入设计好的单片机。

【技术特征摘要】
1.一种卷曲键盘制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将含碳的纤维材料，密闭加热使其碳化，得到一整块碳纤维材料；(2)向步骤(1)中得到的整块碳纤维材料均匀的分割成若干块；(3)将步骤(2)中得到的若干块碳纤维材料，接上电极，用导电的金属溶胶使若干块碳纤维材料充分接触；(4)将步骤(3)中得到的焊接有电极的碳纤维材料，固定在模具中，向模具中注入绝缘透明的溶液；(5)将步骤(4)中的绝缘透明溶液真空除去气泡，固化处理一段时间，将若干块碳纤维材料拼接在一起；(6)将步骤(5)中拼接在一起的产物，接入设计好的单片机。2.根据权利要求1所述的卷曲键盘制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中密闭加热条件为：加热速率为：2-20℃/min,加热温度为600-1300℃,保温时间为：1-5小时。3.根据权利要求1所述的卷曲键盘制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中若干块碳纤维为厚度相等、面积大小一致。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：许星星，王中平，王庆，周洁，徐策，张增明，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34