离子聚合物 金属复合材料变形机理及其基本特性PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

离子聚合物 金属复合材料变形机理及其基本特性PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 离子型电活性聚合物材料概述1

1.1 离子型EAP基本概念及分类3

1.1.1 电响应离子凝胶材料3

1.1.2 离子聚合物-金属复合材料5

1.1.3 巴基凝胶驱动材料6

1.1.4 导电聚合物驱动材料7

1.2 离子型EAP材料电致变形过程分析的理论方法9

1.2.1 质量传输过程9

1.2.2 电极边界吸附过程10

1.2.3 电化学反应过程10

1.2.4 力学作用过程10

1.3 离子型EAP材料的研究进展11

1.3.1 驱动离子和溶剂的研究进展11

1.3.2 聚合物网络材料的研究进展12

1.3.3 电极材料及其形貌结构的研究进展16

1.3.4 离子型EAP材料的发展前景21

1.4 本章小结24

参考文献25

第2章 IPMC基本制备工艺30

2.1 概述30

2.2 实验原材料和设备31

2.2.1 IPMC制备原材料和设备31

2.2.2 原材料的化学性质31

2.3 基体膜预处理工艺35

2.4 浸泡还原镀工艺38

2.4.1 浸泡还原镀工艺过程38

2.4.2 浸泡还原镀形成的电极表面特征42

2.4.3 浸泡还原镀形成的电极界面特征43

2.5 自催化还原镀工艺44

2.5.1 自催化还原镀工艺过程44

2.5.2 自催化还原镀形成的电极表面特征46

2.5.3 自催化还原镀形成的电极界面特征46

2.6 材料后处理48

2.7 IPMC制备工艺优化49

2.7.1 浸泡还原镀工艺参数优化49

2.7.2 自催化还原镀工艺参数优化50

2.7.3 优化结果检验53

2.8 本章小结53

参考文献54

第3章 IPMC的物理参数及力电响应特性56

3.1 概述56

3.2 IPMC弹性模量57

3.2.1 测试方法58

3.2.2 弹性模量变化规律62

3.3 IPMC表面电阻率63

3.3.1 测试方法63

3.3.2 表面电阻率变化规律63

3.4 IPMC介电常数64

3.4.1 测试方法64

3.4.2 IPMC的弛豫机制65

3.4.3 不同电极IPMC的介电特性69

3.5 IPMC力电响应特性70

3.5.1 电致动测试仪器及平台70

3.5.2 IPMC在直流激励条件下的力电响应规律73

3.5.3 IPMC力电响应与电极沉积过程的关系77

3.6 本章小结80

参考文献80

第4章 IPMC基体膜制备工艺82

4.1 概述82

4.2 Nafion溶液铸膜工艺84

4.2.1 热处理温度对Nafion溶液铸膜的影响84

4.2.2 溶液铸膜基本工艺84

4.3 高沸点添加剂对IPMC性能的影响86

4.3.1 高沸点添加剂对铸膜微观形貌的影响86

4.3.2 高沸点添加剂对铸膜物理参数的影响86

4.3.3 不同高沸点添加剂的IPMC力电性能89

4.3.4 机电转换效率91

4.4 基于厚膜制备工艺制备柱状IPMC94

4.5 本章小结96

参考文献96

第5章 IPMC的性能优化98

5.1 IPMC基体膜材料的糙化工艺改进98

5.1.1 基体膜糙化方法对IPMC性能影响的比较98

5.1.2 喷砂工艺参数对Nafion膜表面粗糙度的影响101

5.1.3 喷砂工艺参数对IPMC性能的影响103

5.2 枝状电极IPMC制备工艺107

5.2.1 典型的电极界面类型及其作用107

5.2.2 Pd型树枝状界面电极的发现及形成机理108

5.2.3 树枝状界面电极IPMC的制备工艺110

5.3 搅拌方式对IPMC性能的影响117

5.3.1 不同搅拌方式对离子交换过程的影响118

5.3.2 不同搅拌方式对IPMC浸泡-还原工艺还原过程的影响121

5.3.3 不同搅拌方式对IPMC自催化还原镀工艺过程的影响123

5.4 本章小结125

参考文献126

第6章 IPMC内部质量传递理论128

6.1 IPMC变形的物理机制128

6.2 不同质量传递理论的比较135

6.2.1 不可逆过程热动力学模型135

6.2.2 摩擦模型137

6.2.3 Nernst-Planck方程模型139

6.2.4 不同模型比较141

6.3 基于NP方程改进的质量传递理论142

6.3.1 传质过程142

6.3.2 传质模型改进143

6.3.3 传质模型简化146

6.4 IPMC质量传递过程数值分析148

6.4.1 离子的电迁移148

6.4.2 水分子自扩散150

6.4.3 离子和水分子的相互耦合效应151

6.5 IPMC质量传递理论的推广152

6.5.1 多组分类型质量传递153

6.5.2 电化学反应参与的质量传递153

6.6 本章小结154

参考文献155

第7章 IPMC多物理场耦合下的力电响应理论158

7.1 IPMC的应力应变158

7.1.1 理论概述158

7.1.2 应变分析159

7.1.3 芯层应力分析160

7.1.4 电极的影响163

7.2 IPMC双向可逆压电效应物理模型164

7.2.1 电致变形过程物理模型165

7.2.2 压力传感过程物理模型166

7.3 IPMC电致响应分析167

7.3.1 无水合效应的基本模型169

7.3.2 考虑水合效应的改进型基本模型173

7.4 IPMC在电激励下内部质量传递和分布实验177

7.4.1 离子分布成像实验及结果177

7.4.2 水分子分布成像实验及结果178

7.5 本章小结180

参考文献180

第8章 IPMC本征应力与大变形特性183

8.1 无量纲化模型183

8.2 各种本征应力理论模型184

8.2.1 静水压力185

8.2.2 渗透压力185

8.2.3 静电压力186

8.2.4 毛细管力188

8.3 本征应力特性的数值分析188

8.3.1 饱和含水时本征应力特性189

8.3.2 含水量变化时本征应力特性192

8.4 不同本征应力对大变形特性的影响194

8.4.1 饱和含水时不同本征应力对变形的影响194

8.4.2 含水量变化时的不同效应对变形的影响196

8.5 本章小结198

参考文献199

第9章 电极界面对IPMC性能影响的理论分析201

9.1 电极界面粗糙特征对基体膜质量传递的影响201

9.1.1 IPMC传质模型选择与简化201

9.1.2 电极界面粗糙特征几何模型的建立203

9.1.3 电极界面粗糙特征对IPMC传质影响的分析方法205

9.1.4 电极界面粗糙特征对基体膜质量传递的影响规律207

9.2 电极界面粗糙特征对材料电致响应的影响研究211

9.2.1 IPMC电致响应理论模型211

9.2.2 IPMC电致动响应仿真计算方法213

9.2.3 电极界面对IPMC电致动响应的影响规律214

9.3 电极界面对IPMC力学性能的影响217

9.3.1 考虑电极的IPMC应变模型217

9.3.2 电极层弹性模量计算模型219

9.3.3 电极对IPMC线应变的影响220

9.3.4 各向异性应变对IPMC电致动位移的影响224

9.4 本章小结225

参考文献226

第10章 IPMC性能的稳定性228

10.1 IPMC金属电极稳定性分析228

10.2 含水量对IPMC稳定性的影响230

10.2.1 IPMC含水量对其物理参数的影响231

10.2.2 IPMC含水量对其变形的影响235

10.2.3 空气湿度对IPMC稳定性的影响237

10.3 驱动离子与溶剂种类对IPMC稳定性的影响239

10.3.1 驱动离子对IPMC稳定性的影响239

10.3.2 溶剂种类对IPMC稳定性的影响241

10.4 IPMC的封装工艺244

10.4.1 IPMC封装方式的确定244

10.4.2 不同驱动离子IPMC的含水量与其变形关系246

10.4.3 IPMC的套子封装工艺248

10.4.4 IPMC封装后性能249

10.5 本章小结251

参考文献252

第11 IPMC在光学装置及柔性操纵器中的应用254

11.1 基于IPMC驱动的光学装置254

11.1.1 光学镜头调焦的IPMC驱动结构254

11.1.2 新型IPMC直线驱动器256

11.2 基于IPMC的小型柔性智能操作器265

11.2.1 基于IPMC变形的小型柔性操作手265

11.2.2 基于IPMC的多自由度柔性操作臂267

11.3 本章小结274

参考文献274