微型双模式耐蚀压力传感器设计及特性分析(英文)

本文提出一种微型双模式耐蚀压力传感器设计并分析其测试特性,能够实现静态力和瞬时力的同步测量。该传感器由基于低温共烧陶瓷的压阻测量单元和基于硅橡胶的电容测量单元构成。并由压阻测量单元实现静态力的测量,电容测量单元实现瞬时力的测量。文中分别计算了压阻测量单元和电容测量单元的数学分析模型,并通过有限元仿真研究传感器的静态特性和模态响应,考量传感器结构参数对其测量性能的影响。

聚苯乙烯增强的室温硫化硅橡胶的制备及表征

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,使苯乙烯(St)在α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)的甲苯溶液中进行自由基聚合制备PDMS/聚苯乙烯(PS)共混物,在甲基三乙氧基硅烷与PDMS的质量比为1∶1时,制得PS增强的室温硫化硅橡胶。研究了原料配比、BPO用量和甲苯用量对硅橡胶力学性能的影响,并对其微观结构进行了表征。结果表明,当PDMS/St(质量比)为60/40、BPO为PDMS质量的2.5%、甲苯/PDMS(质量比)为2时,所得硅橡胶的拉伸强度可达到3.8 MPa,PS的增强效果明显;该室温硫化硅橡胶具有微相分离结构,PS作为分散相分布于PDMS连续相中,且具有2个玻璃化转变温度。

氟改性纳米SiO_2颗粒的制备及其在消泡剂中的应用

利用氨丙基三乙氧基硅氧烷(APTES)和全氟辛基磺酰氟(PFOSF)对纳米SiO2颗粒进行表面改性,通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和接触角(CA)等手段对改性后的纳米颗粒进行表征,确定了改性剂的接枝类型,考察了接枝率对纳米颗粒疏水程度的影响,并研究了纳米颗粒疏水程度及其占硅膏的质量分数对消、抑泡性能的影响,最后结合硅膏的黏度、流变性及有机硅消泡剂的消泡机制对上述实验数据及现象作出对应的解释。结果表明:PFOSF以APTES作为"媒介"化学接枝到SiO2表面,当二者占SiO2质量分数分别为9.4%和4.6%时,颗粒具有最大的接触角,约150°;当二者占SiO2质量分数分别为4.7%和2.3%时,颗粒的接触角为110°,控制改性颗粒占二甲基硅油(PDMS)质量分数的4%,由此硅膏制备的有机硅消泡剂具有最佳的消、抑泡效率。

基于针尖阵列的柔性干电极制备与测试

针对目前Ag/AgCl湿电极存在导电膏干涸而导致的信号质量变差、电极-皮肤接触阻抗变大等问题,提出一种可测量生物电信号的柔性干电极的制备方法。结合深反应离子刻蚀(DRIE)和湿法腐蚀工艺制备出硅针尖模具,后经聚对二甲苯薄膜的保形淀积完成聚二甲基硅氧烷(PDMS)两次翻膜工艺,并有效解决了PDMS与金属种子层之间的黏附性问题。使用COMSOL软件对干电极和湿电极进行电场仿真,结果显示干电极能显著提高生物电信号提取的有效性和稳定性。通过对干电极与湿电极进行电极-皮肤接触阻抗的对比测试,表明湿电极随着导电膏干涸而导致接触阻抗逐渐变大并超过干电极,相反干电极的接触阻抗则较为稳定。该方法制备的柔性干电极具有工艺简单、成本较低、适于批量化生产、材料生物兼容性好、接触阻抗稳定等优点。

赤泥/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及性能

采用机械搅拌、真空磁力搅拌消泡和加热固化的方法,在柔性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)中填充赤泥制备了赤泥/PDMS复合材料,并对复合材料的结构与形貌、力学性能和热性能进行了表征和分析。结果表明:赤泥作为交联节点和自润滑颗粒提高了复合材料的弹性模量、抗拉强度、邵氏硬度、冲击强度和摩擦磨损性能,其中,冲击强度的提高较显著,从41.13 kJ·m^(-2)增大至273.33 kJ·m^(-2),增加了565%。此外,赤泥作为不可燃物也提高了复合材料的阻燃性能,极限氧指数从25.7%增大至34.7%,增加了35%,进入难燃材料的范围(>27%)。这有望扩宽这种硅酮材料的应用领域,同时为赤泥的资源化利用和新型赤泥/聚合物复合材料的研究提供参考。