一种电热驱动膜制造技术

本发明专利技术涉及一种电热驱动膜，由树脂基质、纳米颗粒、高热涨系数颗粒、低热涨系数颗粒和导体颗粒构成，其中：所述树脂基质中均匀分布有高耐热性且导热性与导电性良好的纳米颗粒，且通过特定的材料分布与构成方式，形成第一复合材料层、第二复合材料层、第一导电层和第二导电层；所述第一复合材料层和第二复合材料层相邻布置；所述第一导电层中均匀分布有导体颗粒，且布置在所述第一复合材料层的外侧；所述第二导电层与所述第一导电层构造相同，布置在所述第二复合材料层外表面。可采用增材制造一次成型，便于微型化，在微机械、微流体驱动以及微小机器人等方面具有广泛的应用前景。

A Kind of Electrothermal Driving Film

The invention relates to an electrothermal driving film, which is composed of resin matrix, nanoparticles, high thermal expansion coefficient particles, low thermal expansion coefficient particles and conductor particles. The nanoparticles with high thermal resistance and good thermal conductivity and conductivity are evenly distributed in the resin matrix, and the first composite layer, the second composite layer are formed by a specific material distribution and composition method. The first conductive layer and the second conductive layer are arranged adjacent to each other; the first conductive layer is evenly distributed with conductive particles and arranged on the outer side of the first composite layer; the second conductive layer is arranged on the outer surface of the second composite layer in the same structure as the first conductive layer. It can be fabricated by adding material once, which is convenient for miniaturization. It has wide application prospects in micro-machinery, micro-fluid drive and micro-robots.

【技术实现步骤摘要】
一种电热驱动膜
本专利技术属于新型功能材料领域，具体涉及一种电热驱动膜。
技术介绍
电热驱动器是通过利用材料热膨胀系数的不同，通过对结构施加特定信号，形成驱动器的位移变化。随着新型功能材料的出现以及新型材料成型方法的出现，利用二者的结合形成新型的驱动器装置已经成为可能。目前纳米材料材料的制备已经趋于成熟，具有稳定的材料来源，将其用于复合材料改性具有良好的应用前景和商业价值。与此同时，增材制造技术的进步，使得多相材料增材制造、多材料增材制造方法也得到了广泛的测试，在同一结构中布置不同物质以形成一体化制造的新型器件也已经成为可能。
技术实现思路
为了形成一种高集成度、便于微型化且能够将电能转化为机械能的功能材料膜结构，将同一基质与改性纳米材料中添加不同的热涨特性材料，利用多材料增材制造技术，按需布置材料，提出了一种电热驱动膜，由树脂基质、纳米颗粒、高热涨系数颗粒、低热涨系数颗粒和导体颗粒按照特定的结构与分布方式构成，直接采用电驱动，便于形成功能与结构一体化的新型微小型机械装置，并在其中作为动力装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术一种电热驱动膜，包括：树脂基质、纳米颗粒、高热涨系数颗粒、低热涨系数颗粒，特点在于还包括导体颗粒，且所述电热驱动片是一矩形薄片结构，其中：所述树脂基质中均匀分布有高耐热性且导热性与导电性良好的纳米颗粒，且包括第一复合材料层、第二复合材料层、第一导电层和第二导电层；通过所述纳米颗粒的改性，在一定范围内调控整体结构电阻的大小。所述第一复合材料层内均匀分布有所述高热涨系数颗粒；所述第二复合材料层内均匀分布有所述低热涨系数颗粒，且所述第一复合材料层和第二复合材料层相邻布置；所述第一导电层中均匀分布有导体颗粒，且布置在所述第一复合材料层的外侧；所述第二导电层与所述第一导电层构造相同，布置在所述第二复合材料层外表面。两个导电层通过导体颗粒的改性，其电阻值很小，在该层表面施加电压时，到内层内不出现明显的电势下降。所述电热驱动膜外形是一矩形薄片结构，或是一种圆片结构，或是一种环形薄片结构，或是一种梯形薄片结构，或是一种三角形薄片结构。工作时，在第一导电层和第二导电层之间施加电压，驱动膜内部的第一复合材料层和第二复合材料层作为电阻材料在电流作用下发热，此时，电热驱动膜的第一复合材料层发生大幅度的受热膨胀，同时第二复合材料层几乎不发生变形，两层结构应变不同则发生弯曲变形，向第一复合材料层弯曲方向弯曲，在停止加热时，温度下降，发生与上述过程相反的变形，驱动片回复初始状态，完成一个工作循环。附图说明图1是本专利技术一种电热驱动膜的内部构成示意图。图2是本专利技术一种电热驱动膜的外形示意图。具体实施方式参照图1和图2，本专利技术一种电热驱动膜，包括：具有良好耐热性能材料构成的树脂基质1、具有高耐热性且导热性与导电性良好的纳米颗粒2、高热涨系数颗粒3、低热涨系数颗粒4，特点在于还包括导体颗粒5，且所述电热驱动片是一矩形薄片结构，其中：所述树脂基质1中均匀分布纳米颗粒2，且包括第一复合材料层11、第二复合材料层12、第一导电层13和第二导电层14；所述第一复合材料层11内均匀分布有所述高热涨系数颗粒3；所述第二复合材料层12内均匀分布有所述低热涨系数颗粒4，且所述第一复合材料层11和第二复合材料层12相邻布置；所述第一导电层13中均匀分布有导体颗粒5，且布置在所述第一复合材料层11的外侧；所述第二导电层14与所述第一导电层构造相同，布置在所述第二复合材料层12外表面。上述材料分布过程使用挤出式增材制造装置通过三个挤出头按需成型；所述电热驱动膜外形是一矩形薄片结构。工作时，在第一导电层和第二导电层之间施加电压，驱动膜内部的第一复合材料层和第二复合材料层作为电阻材料在电压作用下发热，此时，电热驱动膜的第一复合材料层发生大幅度的受热膨胀，同时第二复合材料层几乎不发生变形，两层结构应变不同则发生弯曲变形，向第一复合材料层弯曲方向弯曲，在停止加热时，温度下降，发生与上述过程相反的变形，驱动片回复初始状态，完成一个工作循环。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电热驱动膜，包括：树脂基质（1）、纳米颗粒（2）、高热涨系数颗粒（3）、低热涨系数颗粒（4），特点在于还包括导体颗粒（5），且所述电热驱动片是一矩形薄片结构，其中：所述树脂基质（1）中均匀分布有高耐热性且导热性与导电性良好的纳米颗粒（2），且包括第一复合材料层（11）、第二复合材料层（12）、第一导电层（13）和第二导电层（14）；所述第一复合材料层（11）内均匀分布有所述高热涨系数颗粒（3）；所述第二复合材料层（12）内均匀分布有所述低热涨系数颗粒（4），且所述第一复合材料层（11）和第二复合材料层（12）相邻布置；所述第一导电层（13）中均匀分布有导体颗粒（5），且布置在所述第一复合材料层（11）的外侧；所述第二导电层（14）与所述第一导电层构造相同，布置在所述第二复合材料层（12）外表面。

【技术特征摘要】
1.一种电热驱动膜，包括：树脂基质（1）、纳米颗粒（2）、高热涨系数颗粒（3）、低热涨系数颗粒（4），特点在于还包括导体颗粒（5），且所述电热驱动片是一矩形薄片结构，其中：所述树脂基质（1）中均匀分布有高耐热性且导热性与导电性良好的纳米颗粒（2），且包括第一复合材料层（11）、第二复合材料层（12）、第一导电层（13）和第二导电层（14）；所述第一复合材料层（11）内均匀分布有所述高热涨系数颗粒（3）；所述第二复合材料层（12）内均匀分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴越，赵贺，
申请(专利权)人：重庆触阔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50