用于岩石触觉识别的高导热和粘性热界面复合材料
编号:1203 稿件编号:523 访问权限:仅限参会人 更新:2023-03-31 10:05:50 浏览:375次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 17:55 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[H2] 材料表层强化和改性技术论坛二 [H2-2] 下午场

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摘要

        基于接触的触觉传感涉及对温度、形态和其他属性进行测量,而这些测量关键取决于热传递在界面处的效率。然而,开发具有高导热性和优异附着力的智能传感材料是一项极具挑战性的任务。为了解决高导热性和高黏附力的智能传感材料这个挑战,本研究采用高效的紫外线聚合方法合成了聚-2-[[(丁氨基)羰基]氧基]乙酯(PBA)和乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)的共聚物基质(PDMSPBA)。接着,我们将PDMSPBA与涂有液态金属(LM)的氧化铝(Al2O3)颗粒络合,制备了复合材料PDMSPBA/LMAl2O3
        值得注意的是,LM表面改性Al2O3后(LMAl2O3)的X射线光电子能谱(XPS)结果表明,一些液态金属中的Ga/In/Sn原子可能会扩散到Al2O3的晶格中,从而形成高度稳定的核-壳结构LMAl2O3,其中液态金属壳牢固地固定在Al2O3核上。这种核壳结构特别有益,因为LMAl2O3的液壳是可合并的并且具有各向同性的导热性,有助于在填料与填料接触频繁的高填料含量下形成连续的热通路。此外,液态金属的柔软和可变形特性将减轻刚性Al2O3对硬化PDMSPBA复合材料和限制聚合物基体的分段运动的有害影响。 
        通过调节PDMSPBA和LMAl2O3的体积分数,我们实现了最佳的导热系数(6.68 W m−1K−1)、电绝缘性(10-6~10-7 S/m)和粘附性能(1316 N/m2)。此外, PDMSPBA/LMAl2O3表现出高温敏感性和自学习能力,可以用于岩石学习感知触觉传感器应用中。这种智能岩石学习感知触觉传感器在黑暗中能够区分未知的岩石材料。因此,我们提出PDMSPBA/LMAl2O3可以作为采矿机器人随钻检测、岩石识别和触觉识别等核心材料。同时也为高性能聚合物基界面材料的设计与制备提供理论基础和技术支持。

 

关键字
聚合物,热界面复合材料,表面改性,粘附力,触觉传感器,岩石识别
报告人
万李
中国地质大学(北京)

稿件作者
万李 中国地质大学(北京)
岳文 中国地质大学(北京)
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