纤维素基电致驱动纸智能特性的研究

利用压电理论中的正压电与逆压电效应，针对纤维素基电致驱动纸（Electro-active paper--EAPap）的智能特性进行了研究。结果表明：同一样品在0.15-0.35V/μm电场强度下，产生了逐步增大的驱动效应；0°，45°以及90°三种样品在0.35V/μm电场强度下，45°样品产生了最大的平面内应变，达到428×10^-6m/mm。同时对三种样品的正压电效应进行了测定，45°样品在弹性区和塑性区的压电常数分别为53.2pC/N和504.0pC/N。利用XRD验证了电场激励前后样品的结晶度产生了变化。

纤维素基电致驱动器结构可能性与影响因素分析

验证了电致驱动纸(Electro-Active Paper-EAPap)作为驱动器的可能性,同时对其驱动影响因素进行了讨论。EAPap驱动器以纤维素基材料-纸制品作为基体,在基体两面层压了银质电极构成。当在电极上施加一个适当的电压时,EAPap驱动器将产生伸缩、弯曲等位移。实验结果表明,EAPap的驱动性能依赖于样品形式的选取,适宜的驱动电压和驱动频率,同时环境因素对驱动器性能的影响至关重要。另外,在对EAPap驱动器的驱动影响因素的研究中发现,胶的品种也对EAPap驱动器的驱动效果有一定的影响。研究结果表明,EAPap驱动器的电致驱动效应属于电致收缩效应。由于EAPap很容易制造而且轻便,很多领域可以得到应用,如柔性扬声器、活性吸音材料和智能成型控制元件等。

电致驱动纸机电特性及其潜在应用

文专注于电致驱动纸的机电特性进行研究。电致驱动纸结构能够在相当低的电压下以较低的功率消耗,产生比较大的弯曲位移变形。电致驱动纸是一种复杂的各项异性材料,目前还没有对其进行广泛的定量特征化分析,在电致驱动纸能够应用在驱动器结构之前还要进行基本的机电性能测试与分析。经计算电致驱动纸的杨式模量的变化范围为5～8GPa。热机械分析被用来确定由于去水化以及最大应用温度而影响尺寸变化程度的因素。通过测试样品的关键特性,提供一种测试该材质疲劳特性的一种方法。基于频率的电阻抗分析和介电特性测试也是分析者确定电致驱动纸的电特性。最后利用测试并计算样品顶部的位移大小、阻滞力以及消耗的电功率,来检验电致驱动纸的性能。