基于离子聚合物金属基复合材料线性驱动单元的性能

为提高输出力,设计了一种新型线性驱动单元,首先通过化学沉积镀的方式制备了IPMC材料,采用表层分割等方法制备线性驱动单元模型,建立了疲劳脱落评价方法,并分析了悬臂梁驱动的打卷现象,最后利用IPMC实验测试平台对方波电压下线性驱动单元性能进行研究。结果表明:控制电压小于4V,长宽比小于3.5,可减少高电压、大尺寸打卷现象;沿运动方向的输出力随电压增加先增大后减小,4V时最大输出力为2.15×10^(-2) N,是悬臂梁输出能力的4倍,而输出位移不随电压变化;垂直运动方向的输出力不随电压变化,与悬臂梁输出能力相当,而位移输出随着电压增加先增大后减小,4V时最大输出位移为41mm;疲劳脱落分析结果证实了线性驱动单元选取3~4V电压驱动,性能最佳。

电泳沉积法在IPMC电极制备中的应用研究

化学镀是制备IPMC(Ionic polymer-metal composites,离子聚合物金属复合材料)电极的常用方法.传统化学镀银方法制备Ag-IPMC(传统化学镀方法)的周期约为32 h,时间较长.为此,本文采用电泳沉积法将多壁碳纳米管(MCNT)沉积在Nafion基膜表面作为IPMC电极,以缩短电极制备周期.由于MCNT与Nafion基膜之间的结合力较小,所以首先进行一次化学镀得到Ag-IPMC(1次化学镀),然后再利用电泳沉积法得到MCNT-Ag复合电极IPMC.同时研究了电泳电压和电泳沉积时间对IPMC电致动性能的影响.电泳沉积法不仅制备周期为传统化学镀方法的一半,并且制备的IPMC电致动性能也明显优于传统化学镀法.电泳沉积法是一种非常有应用前景的IPMC电极制备方法.