【技术实现步骤摘要】
该专利技术涉及的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，特别是涉及应用于玄武岩纤维复合材料传感器领域。
技术介绍
1、玄武岩纤维是以天然玄武岩拉制的连续纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成，玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能，此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料，我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维）之一，实现了工业化生产，玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
2、中国专利cn202010469840.8说明书公开了一种耐高温碳化硅压力传感器及其制备方法，该传感器利用4h-sic体型引线部分代替金属电路的新型结构，在n型高掺杂外延层刻蚀出4h-sic体型引线，4h-sic体型引线和金属焊盘之间通过欧姆接触区实现电连接，取代了金属焊盘和4h-sic压敏电阻条之间的全金属电路连接，有效提高了传感器电路连接的高温稳定性，并为进一步的直接键合提供了均质的4h-sic接触面。
3、上述专利中是使用4h-sic体型引线部分代替金属电路的新
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术制备方法简单易行，制备得到的玄武岩纤维/氟橡胶复合材料柔性应变传感器可以在200℃的高温下工作，表明其在恶劣的高温高压环境中具有很高的适用性。
2、为解决上述问题，本专利技术提供了一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，包括以下反应步骤：
3、s1、将氧化石墨烯纳米片加入到无水乙醇溶液中混合超声，得到带负电的分散液；
4、s2、将脱浆后的玄武岩纤维放入含有氧化石墨烯溶液的电泳池中进行电泳沉积，然后置于60℃真空干燥箱中干燥12h，得到氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维；
5、s3、将氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维还原，得到还原氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维；
6、s4、将s3得到还原氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维以半圆波形几何形状嵌入软化后的氟橡胶中，再覆盖一层氟橡胶，得到玄武岩纤维/氟橡胶复合材料，再使用热压机热压；
7、s5、使用银浆将铜线连接到传感器的两端，制成玄武岩纤维/氟橡胶纳米复合材料柔性应变传感器。
8、可选地，在s1中，氧化石墨烯纳米片和乙醇溶液的质量比例为1：200，zeta电位值为-36—-34mv。
9、在上述一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法中，其制备方法简单易行，制备得到的玄武岩纤维/氟橡胶复合材料柔性应变传感器可以在200℃的高温下工作，表明其在恶劣的高温高压环境中具有很高的适用性。
10、作为本申请的进一步改进，在s2中，玄武岩纤维脱浆具体包括以下步骤：
11、将玄武岩纤维置于180℃真空烘箱中烘烤12小时，取出后使用等离子水清洗3-4次，得到表面脱浆后的玄武岩纤维，电泳时阴极和阳极之间保持两电极之间的距离为5mm，电泳沉积的电压为4-6v，沉积时间为6-10min。
12、作为本申请的再进一步改进，在s3中，还原的方式为水热还原，装置为聚四氟乙烯内衬的高温高压反应釜，将氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维放置在高温高压反应釜底部，并加入还原剂至液面超过放置的玄武岩纤维顶端,密封之后置入电热鼓风烘箱中，设置水热法还原温度为170℃，保温时间为24h。
13、作为本申请的更进一步改进，还原剂为30ml的水、乙醇和水合肼的混合物，且质量比为7：7：1。
14、作为本申请的更进一步改进，如图2所示，在s4中，半圆波形几何形状的内部含有三组不同角度的纤维束，第一组的初始相位为0，第二组初始相位为π/2，第三组初始相位为π，每组纤维的半圆波波峰高度为2毫米，波峰间距为4毫米，每组半圆波形的圆心所在直线在厚度方向重合且相邻两组的间隔为0.6毫米。
15、作为本申请的更进一步的补充，在s4中，上下两层氟橡胶的厚度都为2毫米，热压的温度为220℃，压力为10mpa，热压的时间为20-30分钟。
16、作为本申请的更进一步的补充，在s4中，氟橡胶软化后，将0.92vol%的氧化锌和3.96vol%的交联剂有机过氧化物luperox以及3vol%的共聚剂三烯丙基异氰脲酸酯taic添加到软化的氟橡胶中。
17、作为本申请的更进一步的补充，在s5中，复合材料需使用切割机切成60mm×10mm的矩形样品，将导线连接到两端的玄武岩纤维上。
18、综上，本专利技术以氧化石墨烯纳米片为导电填料，以玄武岩纤维为基体，通过电泳沉积方法使得氧化石墨烯纳米片电泳沉积在玄武岩纤维上，再通过聚四氟乙烯高压釜热还原氧化石墨烯，使其形成导电网络，然后将玄武岩纤维与氟橡胶混合，制成玄武岩纤维复合材料应变传感器，通过水热法还原氧化石墨烯与传统的管式炉高温热处理还原相比，不会造成氮气的损耗，也不需要管式炉这种大型设备，降低了成本，且水热法制备的石墨烯具有较高的比表面积和孔隙度，这些特性使得石墨烯在吸附和催化等方面具有广泛的应用前景，此外，水热法还可以通过调节反应条件来控制石墨烯的形貌和结构，从而实现对其性能的调控，由于氟橡胶具有优异的力学性能、耐高温、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性，本专利技术中柔性应变传感器的导电填料又采用了表面沉积石墨烯纳米片的玄武岩纤维，使本身不导电的玄武岩纤维获得高的导电性，另外，玄武岩纤维/氟橡胶柔性应变传感器在高温等恶劣环境下也可以保证稳定的工作能力。
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1.一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：包括以下反应步骤：
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在S1中，所述氧化石墨烯纳米片和乙醇溶液的质量比例为1：200，Zeta电位值为-36—-34mV。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在S2中，所述玄武岩纤维脱浆具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在S3中，所述还原氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维的方式采用水热还原，还原装置为聚四氟乙烯内衬的高温高压反应釜，将氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维放置在高温高压反应釜底部，并加入还原剂至液面超过放置的玄武岩纤维顶端,密封之后置入电热鼓风烘箱中，设置水热法还原温度为170℃，保温时间为24h。
5.根据权利要求4所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：所述还原剂为30ml的水、乙醇和水合肼的混合物，且质量比为7：7：1。
6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法
7.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在S4中，上下两层所述氟橡胶的厚度都为2毫米，热压的温度为220℃，压力为10MPa，热压的时间为20-30分钟。
8.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在S4中，所述氟橡胶软化后，将0.92vol%的氧化锌和3.96vol%的交联剂有机过氧化物Luperox以及3vol%的共聚剂三烯丙基异氰脲酸酯TAIC添加到软化的氟橡胶中。
9.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在S5中，所述复合材料需使用切割机切成60mm×10mm的矩形样品，将导线连接到两端的玄武岩纤维上。
...【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：包括以下反应步骤：
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在s1中，所述氧化石墨烯纳米片和乙醇溶液的质量比例为1：200，zeta电位值为-36—-34mv。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在s2中，所述玄武岩纤维脱浆具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：在s3中，所述还原氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维的方式采用水热还原，还原装置为聚四氟乙烯内衬的高温高压反应釜，将氧化石墨烯沉积的玄武岩纤维放置在高温高压反应釜底部，并加入还原剂至液面超过放置的玄武岩纤维顶端,密封之后置入电热鼓风烘箱中，设置水热法还原温度为170℃，保温时间为24h。
5.根据权利要求4所述的一种玄武岩纤维耐高温传感器的制备方法，其特征在于：所述还原剂为30ml的水、乙醇和水合肼的混合物，且质量比为7：7：1。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：向东，贾彬，胡塬棋，武元鹏，王斌，王平，张学忠，李东，黄浩然，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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