一种形状记忆复合结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种形状记忆复合结构，包括形状记忆复合物片层、加热组件以及变阻器，所述复合物片层在受热状态下变形回复，其中：所述加热组件固定于所述复合物片层，用于在加热状态下驱动所述复合物片层变形回复；所述变阻器与所述加热组件电连接，用于根据所述复合物片层的变形回复程度改变自身的阻值，以降低所述加热组件的加热功率。所述形状记忆复合结构可通过改变变阻器的阻值降低加热组件的加热功率，使加热组件的加热功率与复合物片层的变形状态相适应，根据复合物片层的变形状态及时降低加热组件的加热功率，进而保证复合物片层在高温环境中加热不会过热老化分解、在低温环境中实现可靠回复。

A composite structure of shape memory

【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆复合结构
本技术涉及形状记忆
，具体而言，涉及一种形状记忆复合结构。
技术介绍
形状记忆复合物片层，即形状记忆聚合物及复合材料片层，被广泛应用于航天领域。形状记忆复合物片层具有两种初始状态，即平直态和弯曲态，形状记忆复合物片层处于平直态时，若对其进行加热，当达到其玻璃化转变温度时，其可由平直态回复到弯曲态；形状记忆复合物片层处于弯曲态时，若对其进行加热，当达到其玻璃化转变温度时，其可由弯曲态回复到平直态。因而传统的形状记忆复合结构均具有对形状记忆复合物片层进行加热的加热回路，加热回路的加热功率恒定，以驱动形状记忆复合物片层回复运动。这种加热功率恒定的加热方式在环境条件已知的情况下是安全可靠的，但在环境变化多端的太空中，温度会从-100℃至100℃变化，对于如此大的空间温度范围，在加热时间一定的条件下，若依然采用恒定功率对形状记忆复合物片层进行加热，将可能出现以下两种问题：环境温度较高时，形状记忆复合物片层已经快速完成回复运动，但加热回路仍在继续加热，使形状记忆复合物片层表面温度过高，使其老化甚至气化分解；环境温度较低时，形状记忆复合物片层无法在指定时间内完成回复运动。由此可见，现有的形状记忆复合结构无法保证形状记忆复合物片层在高温环境中加热的稳定性及在低温环境中加热的回复可靠性。
技术实现思路
本技术解决的问题是：现有的形状记忆复合结构无法保证形状记忆复合物片层在高温环境中加热的稳定性及在低温环境中加热的回复可靠性。为解决上述问题，本技术提供一种形状记忆复合结构，包括形状记忆复合物片层、加热组件以及变阻器，所述复合物片层在受热状态下变形回复，其中：所述加热组件固定于所述复合物片层，用于在加热状态下驱动所述复合物片层变形回复；所述变阻器与所述加热组件电连接，用于根据所述复合物片层的变形回复程度改变自身的阻值，以降低所述加热组件的加热功率。可选的，所述变阻器紧贴所述复合物片层表面，所述复合物片层在变形回复时，所述变阻器产生与所述复合物片层一致的形变。可选的，所述变阻器为条状且在所述复合物片层表面呈方波式分布。可选的，所述变阻器设于所述复合物片层的内表面且与所述加热组件串联。可选的，所述变阻器设于所述复合物片层的外表面且与所述加热组件并联。可选的，所述变阻器设于所述复合物片层的内表面且与所述加热组件并联。可选的，所述变阻器设于所述复合物片层的外表面且与所述加热组件串联。可选的，所述加热组件为加热膜、加热电路以及可导电纤维制成的电驱动复合材料中的一种。可选的，所述变阻器印刷或喷涂于所述复合物片层的表面。可选的，所述加热组件粘贴、刻蚀或印刷于所述复合物片层。相对于现有技术，本技术所述的形状记忆复合结构具有以下优势：本技术所述的形状记忆复合结构可通过改变变阻器的阻值降低加热组件的加热功率，使加热组件的加热功率与复合物片层的变形状态相适应，根据复合物片层的变形状态及时降低加热组件的加热功率，进而保证复合物片层在高温环境中加热不会过热老化分解、在低温环境中实现可靠回复。附图说明图1为本技术所述的形状记忆复合结构的示意图；图2为本技术所述的变阻器的设置示意图；图3为本技术所述的变阻器的另一种设置示意图；图4为本技术所述的形状记忆复合结构的另一种示意图；图5为本技术所述的变阻器的另一种设置示意图。附图标记说明：10-形状记忆复合物片层；20-加热组件；30-变阻器。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。如图1所示，其为本实施例中形状记忆复合结构的示意图；其中，所述形状记忆复合结构包括形状记忆复合物片层10(以下简称复合物片层10)、加热组件20以及变阻器30，所述复合物片层10在受热状态下变形回复，其中：所述加热组件20固定于所述复合物片层10，用于在加热状态下驱动所述复合物片层10变形回复；所述变阻器30与所述加热组件20电连接，用于根据所述复合物片层10的变形回复程度改变自身的阻值，以降低所述加热组件20的加热功率。其中，复合物片层10具有初始形状，升高温度到其玻璃化转变温度以上时，复合物片层10处于橡胶态，通过施加外力可使其形状发生变化，保持外界约束并将温度降低至玻璃化转变温度以下时，其会变形回复，产生一初始状态；再次升温时，其由初始状态自动回复到初始形状。本实施例中的加热过程仅涉及复合物片层10由初始状态自动回复到初始形状的变形回复。其中，加热组件20位于复合物片层10的表面或内部，其在通电时产生热量对复合物片层10进行加热。复合物片层10在受热状态下，当达到其玻璃化转变温度时，其可产生由平直态回复到弯曲态或由弯曲态回复到平直态的变形回复。变阻器30的阻值与复合物片层10的变形状态相关联，复合物片层10的形状发生变化时，变阻器30的阻值随之变化，以使变阻器30的功率增大，在电源总功率一定的条件下，加热组件20的加热功率随之降低。这样，可通过改变变阻器30的阻值降低加热组件20的加热功率，使加热组件20的加热功率与复合物片层10的状态相适应，根据复合物片层10的状态及时降低加热组件20的加热功率，进而保证复合物片层10在高温环境中加热不会过热老化分解、在低温环境中实现可靠回复。可选的，所述变阻器30紧贴所述复合物片层10表面，所述复合物片层10在变形回复时，所述变阻器30产生与所述复合物片层10一致的形变。其中，变阻器30紧贴复合物片层10表面，当复合物片层10变形回复时，复合物片层10带动变阻器30产生形变，变阻器30的阻值发生变化；变阻器30产生与复合物片层10一致的形变，即变阻器30的形变方向和形变方式均与复合物片层10保持一致。这样，可使变阻器30的阻值与复合物片层10的变形状态相关联，根据复合物片层10的状态及时调整加热组件20的加热功率。可选的，如图1和图2所示，所述变阻器30设于所述复合物片层10的内表面且与所述加热组件20串联。这里，电源适合为恒压源，复合物片层10的初始状态为弯曲态。所述形状记忆复合结构上电后，加热组件20产生热量对复合物片层10进行加热，当达到复合物片层10的玻璃化转变温度时，复合物片层10开始由弯曲态向平直态的变形回复。由于复合物片层10开始展开、变阻器30设于复合物片层10的内表面，变阻器30随复合物片层10的展开而被拉长，变阻器30的横截面积减小，根据变阻器30的阻值将增大。其中，ρ为变阻器30的电阻率，L为变阻器30的长度，S为变阻器30的横截面积。由于电源为恒压源、变阻器30与加热组件20串联分压，导致加热组件20所分的电压减小，功率降低。其中，所述内表面具体为：以复合物片层10处于弯曲态为参照，弯曲态的复合物片层10的内表面。当复合物片层10处于平直态时，其内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆复合结构，包括形状记忆复合物片层(10)，所述复合物片层(10)在受热状态下变形回复，其特征在于，所述复合结构还包括加热组件(20)和变阻器(30)，其中：/n所述加热组件(20)固定于所述复合物片层(10)，用于在加热状态下驱动所述复合物片层(10)变形回复；/n所述变阻器(30)与所述加热组件(20)电连接，用于根据所述复合物片层(10)的变形回复程度改变自身的阻值，以降低所述加热组件(20)的加热功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆复合结构，包括形状记忆复合物片层(10)，所述复合物片层(10)在受热状态下变形回复，其特征在于，所述复合结构还包括加热组件(20)和变阻器(30)，其中：
所述加热组件(20)固定于所述复合物片层(10)，用于在加热状态下驱动所述复合物片层(10)变形回复；
所述变阻器(30)与所述加热组件(20)电连接，用于根据所述复合物片层(10)的变形回复程度改变自身的阻值，以降低所述加热组件(20)的加热功率。


2.根据权利要求1所述的形状记忆复合结构，其特征在于，所述变阻器(30)紧贴所述复合物片层(10)表面，所述复合物片层(10)在变形回复时，所述变阻器(30)产生与所述复合物片层(10)一致的形变。


3.根据权利要求2所述的形状记忆复合结构，其特征在于，所述变阻器(30)为条状且在所述复合物片层(10)表面呈方波式分布。


4.根据权利要求2所述的形状记忆复合结构，其特征在于，所述变阻器(30)设于所述复合物片层(10)的内表面且与所述加热组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦菊，冷劲松，张豆，刘立武，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙;23