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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电弹性体材料,尤其涉及一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料及其应用。
技术介绍
1、软机器人能够适应周围环境,在结构化的环境中完成重复性任务,由于其能够真正地模拟生物系统,因此备受关注。在制造软机器人的各种方法中,介电复合材料驱动器具有高能量密度、高效率、柔软、无声操作和肌肉般的性能等优点,显示出无与伦比的组合优势。介电复合材料驱动器是一种柔顺电容器,在两个柔顺电极之间夹有介电弹性体膜。当在电极之间施加电压时,静电力使电介质驱动器变形,从而产生驱动,可以广泛应用于袖珍或微型机器人、微型航空器、磁盘驱动器、平面扩音器和假肢器官等领域;未来机器人能应用于各种场景在室内外、草原、山地高岭、以及沙漠、海底等极端环境下均显示出极大优势。介电驱动器作为机器人肌肉,在各种复杂多变环境与地形下,高压电场驱动受到极大的限制。与此同时,工业、服务业、生活、农业、学习、体育、医学、精密领域等各个方面都需要机器人展示复杂的驱动行为。单一电场控制驱动器严重限制了介电驱动器在各种复杂环境中应用,多重刺激响应的驱动器应运而生。
2、介电复合材料本身对于电磁的感应十分敏感,因此可以作为一种驱动器广泛应用于各个领域,其特性在于在受到规律的电磁环境控制状态下,可以将所接收到的电能和磁能转化成为一种机械能,从而可以作为一种驱动器。但是目前市面上相关的驱动器稳定性较差并且生产工艺不成熟,为此我们提出了一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料及其应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存
2、为了实现上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:
3、一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,包括填充剂和助剂,所述填充剂包括介电颗粒、导电颗粒和磁性颗粒,所述助剂包括表面活性剂和促进剂。
4、优选的,所述介电颗粒选自钛酸铜钙、二氧化钛和钛酸钡颗粒。
5、优选的,所述磁性颗粒选自fe3o4、fe、feni、铁氧体和feco颗粒。
6、优选的,所述导电颗粒选自ag、cu、fe、石墨烯、碳纤维、碳纳米管和mxene颗粒,所述表面活性剂选自kh550、kh560、kh570、多巴胺、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇等,所述促进剂选自噻唑类、次磺酰胺类秋兰姆类、硫脲类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、胍类和黄原酸盐类等。
7、优选的,其制备方法,包括以下步骤:
8、s1:以一种高分子聚合物(液体)作为基础原料,称取一定的质量置于烧杯中;
9、s2:称量一定量的有机溶液作为溶剂置于同一烧杯中,用量通常比上述高分子聚合物的质量略多一些;
10、s3:由于上述高分子聚合物的介电常数较低,因此需要提高该介电复合材料的介电常数,以此来提高该专利技术的介电性能。称量一定量的高介电常数物质(粉末)置于上述同一烧杯中,用量通常是上述高分子聚合物质量的2%;
11、s4:称量一定量的四氧化三铁(粉末)置于上述同一烧杯中,用量通常是上述高分子聚合物质量的4%~8%;
12、s5:超声2h后,在该烧杯中掷入磁子,在磁力搅拌器上搅拌一个小时;
13、s6:在该烧杯中加入一种固化剂,它的用量通常是上述高分子聚合物质量的10%,并搅拌5-10分钟;
14、s7:将烧杯内搅拌均匀的混合物置于特定的模具中,在模具的上方放置一块磁铁,通过调节磁铁离模具的距离,从而设定模具所受磁场大小为2mt~20mt,在此状态下静置并磁化4小时后,放入烘箱进行烘干(65℃)后,即能形成这种介电聚合物复合材料。
15、本专利技术还提出了一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料的应用,将所述磁性颗粒/聚合物介电复合材料应用到驱动器中。
16、本专利技术中,所述一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料及其应用的有益效果:通过选取某种聚硅氧烷作为基体,在其中添加不同组分的介电颗粒或者导电颗粒,以及磁性颗粒,并且通过调节制备过程中的磁场条件,结合二者优势可获得新型的介电复合材料。不仅能够增加聚合物复合材料的介电常数,还能够提高电场驱动性能和磁场驱动性能,具有良好的驱动稳定性,成本相较而言更加低廉,同时对于磁场的感应也更加稳定。
17、本专利技术不仅能够提高聚合物复合材料的介电常数,还能够改善电场驱动性能和磁场驱动性能,具有良好的驱动稳定性,成本相较而言更加低廉,同时对于磁场的感应也更加稳定。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,包括填充剂和助剂,所述填充剂包括介电颗粒、导电颗粒和磁性颗粒,所述助剂包括表面活性剂和促进剂。
2.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述介电颗粒选自钛酸铜钙、二氧化钛和钛酸钡颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述导电颗粒选自Ag、Cu、Fe、石墨烯、碳纤维、碳纳米管和MXene颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述磁性颗粒选自Fe3O4、Fe、FeNi、铁氧体和FeCo颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述高分子聚合物为液体,高介电常数物质为粉末,纳米四氧化三铁同样为粉末。
7.根据权利要求5所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述模具和磁力搅拌器上均设置与计时器。
8.一种
...【技术特征摘要】
1.一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,包括填充剂和助剂,所述填充剂包括介电颗粒、导电颗粒和磁性颗粒,所述助剂包括表面活性剂和促进剂。
2.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述介电颗粒选自钛酸铜钙、二氧化钛和钛酸钡颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述导电颗粒选自ag、cu、fe、石墨烯、碳纤维、碳纳米管和mxene颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种磁性颗粒/聚合物介电复合材料,其特征在于,所述磁性颗粒选自fe3o4...
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