生物凝膠電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)壽命研究.pdf

1、基于電活性聚合物(Electro-active polymers，EAP)材料的生物凝膠電驅(qū)動(dòng)器，是一種新型離子聚合物材料，其具備形變量大、響應(yīng)速度快、節(jié)能環(huán)保等眾多優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于微型智能機(jī)器人、醫(yī)療器械及水下低噪驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域，日漸受到國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。雖然其擁有上述眾多優(yōu)勢(shì)，其運(yùn)動(dòng)壽命較短的缺陷成為阻礙其廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際的主要問(wèn)題。
　　本文通過(guò)研究生物凝膠電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，構(gòu)建了電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)模型，搭建了電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)

2、壽命測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)觀(guān)察電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)及失效過(guò)程，確定了電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)壽命判定標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)比觀(guān)察電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)壽命終止前后的表面形貌、截面特征變化以及含水量變化等，從宏觀(guān)上初步分析了電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)壽命終止的主要原因。
　　通過(guò)對(duì)新制及壽命終止的電驅(qū)動(dòng)器樣件分別進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射微觀(guān)形貌掃描分析、拉伸對(duì)比實(shí)驗(yàn)、失水特性研究以及能譜掃描分析等，對(duì)比探究了運(yùn)動(dòng)失效前后電驅(qū)動(dòng)器的表面及截面微觀(guān)形貌變化、失水率變化以及物質(zhì)組分變化等，并與相關(guān)理論結(jié)合分析，

3、獲得了電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)壽命失效機(jī)理。
　　依據(jù)電驅(qū)動(dòng)器的失效機(jī)理分析，采取熱壓粘合方式提高電驅(qū)動(dòng)器組裝工藝，將半干狀態(tài)的電驅(qū)動(dòng)膜與電極膜進(jìn)行熱壓處理，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)比探究出最有利于提高運(yùn)動(dòng)壽命的組裝工藝參數(shù)，得到了最佳的熱壓溫度、熱壓壓力及熱壓時(shí)間。對(duì)干燥成膜工藝進(jìn)行優(yōu)化，分別進(jìn)行不同干燥溫度設(shè)置，控制成膜結(jié)晶度，探究獲得了最佳成膜環(huán)境，并運(yùn)用場(chǎng)發(fā)射掃描顯微觀(guān)察表征手段進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)干燥時(shí)間進(jìn)行控制，探究了失水率對(duì)電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)壽