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一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法技术

技术编号:46629003 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-14 21:27
一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,涉及电子材料和传感器领域。旨在解决现有压电材料刚性和脆性问题。通过将铌酸钾钠压电粉体、聚乳酸粉体、钛酸酯偶联剂混合搅拌、高温密炼,利用同轴纺丝喷头和铜丝,经熔融纺丝、蒸镀外部铜电极及极化处理,制得具有芯鞘结构的柔性压电纤维。该纤维以铌酸钾钠为压电活性材料,芯部为铜丝,外层为厚度100‑200nm的蒸镀铜层,直径50‑200μm。可将电极结构内置在纤维芯部,便于获取电信号;选用的聚乳酸材料具有可降解和生物兼容性,使纤维可应用于生物医学传感器领域,且废弃后处理难度低,在智能织物、具身智能机器人等领域具有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性压电纤维领域,尤其是涉及一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法


技术介绍

1、压电材料作为一种能够实现机械能与电能之间相互转换的功能材料,在传感、驱动、声学、信号处理以及能量收集等众多领域展现出显著的实用性。传统的压电材料主要以晶体和陶瓷材料为主,这类材料虽然具备良好的压电性能,但存在典型的刚性和脆性特征。在实际应用中,刚性和脆性极大地限制了其使用范围,例如在需要材料进行变形的场景下,传统压电材料容易发生断裂损坏,无法满足实际需求。

2、近年来,随着柔性电子学的快速发展,对材料的可变形能力提出了更高要求。为适应随形安装以及大形变工况,开发高性能的柔性压电材料成为该领域的研究热点和重要发展方向。柔性压电纤维作为制造智能织物的关键材料,将其植入织物中,能够赋予织物传感、能量收集等功能,这对于制造具身智能机器人等前沿领域具有重大意义。此外,采用柔性压电纤维制造的服装也将具备丰富的智能化特征,具有广阔的市场前景。然而,现有的柔性压电纤维制备方法仍存在一些问题,如电极结构难以内置、材料生物兼容性不佳等,亟需进一步改进和优化。...

【技术保护点】

1.一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述铌酸钾钠作为压电活性材料。

3.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述铌酸钾钠压电粉体、聚乳酸粉体、钛酸酯偶联剂的质量比为(30-50)︰(49-69)︰(1-2)。

4.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤4)中,所述将铜丝穿过同轴纺丝喷头的中心孔,压电纤维的芯部为铜丝。

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【技术特征摘要】

1.一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述铌酸钾钠作为压电活性材料。

3.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤1)中,所述铌酸钾钠压电粉体、聚乳酸粉体、钛酸酯偶联剂的质量比为(30-50)︰(49-69)︰(1-2)。

4.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤4)中,所述将铜丝穿过同轴纺丝喷头的中心孔,压电纤维的芯部为铜丝。

5.如权利要求1所述一种芯鞘结构的柔性压电纤维的熔融纺丝制备方法,其特征在于,在步骤7)中,所述纺丝的走丝速度为 2 - 3m/min。

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【专利技术属性】
技术研发人员:薛昊
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:

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