介绍柔软和智能人机接口的趋势在不久的将来。例如,机器人及相关设备,旨在支持人们在各种生活环境应该像人类皮肤app亚博体育覆盖着柔软的材料。亚博网站下载此外,机器人及相关设备需要从外部环境对遥感信息的能力。app亚博体育因此,这类设备的皮肤变成了一种电子设备包含许多传感器和集app亚博体育成电路[1、2],不仅仅是一个简单的封面。 作为一个里程碑项目实现人机接口,结合柔软和情报,目前正在开发一种小说作者人造皮肤包含大量的自组织网络的传感器和数据处理器的人形机器人及相关设备。app亚博体育为了发展这样的人造皮肤,先进电子封装技术基于软物质科学必须建立。亚博老虎机网登录作为我们的研究的第一步,我们已经开发出超级柔韧电线,电极和互联使用导电胶粘剂组成的硅树脂粘结剂[3]。尽管我们已经成功制作原型传感器板包含有机压电传感器、电特性等几个问题的超强弹性胶粘剂和热稳定性传感器仍然存在。在目前的工作,改善电气性能的超强弹性胶粘剂的热稳定性有机传感器研究了以制造具有高性能的传感器上。 实验的程序包含Ag填充粒子的导电胶(鳞片状颗粒)分散在硅树脂粘结剂用作电线和连接材料的硅衬底上形成yabo214的。导电胶粘剂的改性和一些添加剂如无电抗稀释剂Ag)胶体解决方案根据需求。的导电性胶粘剂固化后被四探针法测量过程。此外,标本的电阻变化是监测(双探针电法)在十字头速度8.33下的拉伸试验μm s1在环境温度下[3]。 压电薄膜(Ag)印刷电极)组成的聚(偏二氟乙烯(PVDF)[4])被作为传感器。压电系数(d33)的电影使用压强计测量系统(测试频率:110 Hz,试验力:0.25 N)在环境温度。PVDF薄膜的成分阶段被确定通过x射线衍射(XRD)分析。 传感器的制造过程表的流程图(人造皮肤)如图1所示。装配过程前,硅胶基质的底漆处理(100毫米x100毫米x2毫米)是为了提高表面的粘着性[3]。电线导电胶粘剂的硅树脂粘结剂被使用自动售货机硅衬底上形成机器人。在装配过程之前,压电PVDF薄膜退火在60或125°在一个电炉1 h。在退火过程中,金属块之间的电影是为了保持他们的平面性。当装配过程后的固化温度将超过100°,PVDF电影总是退火,享年125岁°。后形成的电线和组装PVDF薄膜(4毫米x4毫米x28μ米),导电胶粘剂在适当的条件下被治愈。 最后,传感器上满是硅橡胶。检查传感器的性能表使用A / D转换器。 
图1。流程图的传感器的制造过程表(人造皮肤)。 结果与讨论导电胶粘剂超强弹性连接和互连导电胶粘剂组成的硅树脂粘合剂,治愈足够可以显著延长硅胶基质上,如图2所示。图3显示了不同电阻的导电胶标本由硅树脂粘结剂治愈,享年100岁°在拉伸试验5 h。实验结果对一个典型的导电胶与epoxy-based粘合剂也是这个图所示。epoxy-based胶粘剂试样断裂时的延伸率仅达到几%,由于其脆性。相比之下,电传导的硅树脂胶粘剂标本观察,直到伸长达到100 - 180%。找到治愈的硅树脂粘合剂充分表现出显著的灵活性。 
图2。硅树脂粘合剂组成的导电胶的照片。 
图3。变化的电阻导电粘合剂组成的环氧树脂和硅树脂的粘结剂在拉伸试验。 然而,导电胶粘剂组成的基于有机硅粘结剂表现出相对较高的电阻率比其他导电粘合剂如epoxy-based [3]。导电胶粘剂的电传导的形成源于填料粒子的渗流网络。yabo214为了增加填料颗粒之间的接触面积,我们使用Ag)与片状颗粒的形状,如图4所示。yabo214此外,导电胶粘剂的电阻率取决于内部压力与胶粘剂粘结剂的收缩[5]。在有机硅粘结剂的情况下,消除内部应力被认为是防止电阻率降低。此外,本作者认为是工作假说,电阻率可以减少填充Ag纳米粒子之间的片状粒子。yabo214 
图4。扫描电子显微镜照相术的Ag填充粒子。yabo214 在目前的工作,一个银胶体溶液与无电抗稀释剂混合成包含片状颗粒的胶粘剂粘贴。yabo214之前Ag纳米颗粒、Ag)片状粒子的质量分数的胶粘剂粘贴yabo214~80质量%。图5显示了导电胶粘剂固化的电阻率130°1 h Ag)粒子的质量分数的函数。yabo214导电胶样品的电阻率明显减少的Ag纳米颗粒。yabo214幅值达到最小值~80.5质量%的总粒子含量。当总粒子内容如下~81质量%,导电胶样品表现出显著的灵活性。然而,导电胶的机械性能标本明显恶化时上面的总粒子含量增加~81质量%由于固化粘结剂的不足(抑制固化)。为了准确地阐明Ag纳米颗粒在降低电阻率的影响,微观结构观察粘合剂需要执行的细节。yabo214 
图5。电阻率的导电粘合剂组成的硅树脂粘结剂混合前后Ag纳米颗粒。yabo214 改进压电PVDF薄膜的热稳定性在某些情况下,导电胶粘剂的固化温度是限制在较低的温度由于耐热性的组件,比如传感器,但导电胶粘剂必须充分被治愈。在目前的情况下,由PVDF压电聚合物的耐热性电影是一个严重的问题。PVDF薄膜的压电取决于铁电的内容β步[4]。为了获得压电电影包含β步的PVDF,电影需要单向地或双轴。在目前的工作中,我们使用一个单向地画电影,pre-annealed 60岁°。的XRD分析表明这部电影包含了β步为主要成分虽然少量顺电位α步[3]共存。当电影退火100以上°,收缩伸展方向发生显著的电影(如图6)虽然是理想的固化过程是在130 - 150°从生产力的角度。在固化过程中传感器的,电影的收缩导致断电线和电影之间的互联和导电胶粘剂。此外,Kolbeck[6、7]指出,PVDF薄膜的压电与衰变热收缩的电影。事实上,压电系数(d33)的电影时大幅减少暴露在高温环境中,如图7所示。 
图6。PVDF薄膜的收缩行为(pre-annealed 60°在拉伸方向在退火过程中超过100°。 
图7。PVDF薄膜的压电系数的变化(pre-annealed 60°在退火过程中超过100°。 为了解决这一问题的收缩和恶化的PVDF电影,电影是退火,享年125岁°装配过程之前。因为电影已经萎缩pre-annealing过程中,他们几乎萎缩在随后的固化过程。因此,我们可以避免破损的电线和连接在养护的过程传感器板即使是在150年°。 图8显示了压电系数变化的电影pre-annealed 60和125年°在随后的退火,享年150岁°。电影pre-annealed享年125岁°表现出低维33价值在退火之前在150°。然而,电影pre-annealed享年125岁°表现出更高的维33与电影相比pre-annealed 60岁°退火后150°。因此,pre-annealing享年125岁°PVDF膜的使用在目前的工作,为了避免破损的电线和连接在固化过程中。 
图8。PVDF薄膜的压电系数的变化pre-annealed 60和125年°在随后的退火,享年150岁°。 制造原型传感器单原型传感器板制造使用导电胶粘剂改性Ag纳米颗粒和pre-annealed PVDF薄膜。yabo214固化传感器的表是在130年°1 h。传感器单成功捏造如图9所示。当我们触碰传感器,压电响应从每个传感器测量同时使用A / D转换器,如图10所示。变形资料可以分析传感器表的数据处理(时间集成压电响应)的压电响应[3]。 
图9。传感器板的照片。 
图10。电影的一个例子来自PVDF压电响应嵌入到硅表。 在目前的工作,电气性能相关的问题超级柔韧电线和连接的导电胶粘剂和压电聚合物薄膜的热稳定性,被检查。然而,材料设计与super-flexibility导电粘合剂(如填料的粒度分布,糊的流变特性,抗疲劳强度粘合剂粘结剂)的必须重新考虑以分钟形式电路可靠性高。建立材料设计的先进与super-flexibility导电粘合剂将发展的最重要问题之一小说人机接口包含各种组件集成电路芯片等数据处理以及各种传感器设备。 结论在目前的工作中,超级柔韧电线和连接被用来制造原型包含压电传感器板PVDF电影硅橡胶。 1。导电胶粘剂的电阻率与硅树脂粘合剂(超强弹性导电胶粘剂)可以减少Ag纳米颗粒的添加正确的分数。yabo214然而,导电胶粘剂的力学性能不利影响当一个多余的一部分Ag纳米颗粒添加。yabo214 2。125年Pre-annealing PVDF的电影°是有效地提高他们的稳定温度范围130 - 150吗°。 3所示。传感器原型表是捏造的成功使用导电胶粘剂和硅树脂的粘结剂。 预计超级柔韧电线和互连的关键技术实现新颖的人机接口安装在机器人及相关设备。app亚博体育 Acknowledgements这项工作是支持的资助关西经济、贸易和工业(METI-Kansai)。作者要感谢y先生也免不了,y Kawahito先生,y吉野先生,津田,先生和山崎裕y在实验和他们合作了许多有用的建议。 引用1。t,染谷伸一说t .樱井,h .川口和t . Sekitani大面积,flexible年代恩索的electronic一个人为何年代亲属”,欧Buturi(日本社会应用物理),73 (2004)610 - 614。(在日本)。 2。h .信田”,联系感应,一个国家的艺术”,j .机器人Soc。日本。,20 (2002) 385-388. (在日本)。 3所示。山崎裕m .井上,y, k菅沼,t·川崎t . Rokuhara t Miyashita和h .石黑浩”发展年代uper-flexiblew忿怒u唱conductive一个dhesives为一个人为何年代亲属一个国内外在robots和r得意洋洋的e设备”,Proc。Polytronic 2005(第五届国际会议上聚合物和粘合剂在微电子和光子学)(2005)90 - 95页。 4所示。诉诉Kochervinskiĭ”,在结晶压电铁电聚合物:聚偏二氟乙烯及其共聚物”,Crystall。报告,48 (2003)649 - 675。 5。井上m和k菅沼,”的影响c能使c干燥处理的e自行properties的我sotropicconductive一个dhesivescomposed的epoxy-basedb英德尔”、焊接和表面安装技术,18 (2006)40-46 一个。g . Kolbeck”一个失败者模式压电聚偏二氟乙烯)”,聚合物中。科学。,22(1982) 444-450. 6。g . Kolbeck“老龄化的压电聚偏二氟乙烯)”,j .聚合物科学。20 (1982)1987 - 2001。 详细联系方式 |