[发明专利]黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置，其特征在于，包括二维移动平台控制装置、力信号采集装置和电信号采集装置，

二维移动平台控制装置包括台板（1）、二维移动平台（2）、固定台（4）和计算机终端（14），台板（1）水平放置，二维移动平台（2）具有终端驱动和手动驱动两种模式，二维移动平台（2）立式安装在台板（1）上，二维移动平台（2）导线连接计算机终端（14），固定台（4）安装在二维移动平台（2）的移动面上；计算机终端（14）预设程序，程序具有固定台（4）不动模式和依据设定参数二维移动模式；

力信号采集装置包括下样品台（5）、上样品台（8）、压力应变传感器（9）和力信号数据采集卡（11），下样品台（5）固定在台板（1）上，上样品台（8）通过螺栓连接压力应变传感器（9）的一端，压力应变传感器（9）的另一端通过螺栓连接悬臂梁（10），悬臂梁（10）安装在固定台（4）上，压力应变传感器（9）的电压信号通过导线连接力信号数据采集卡（11），力信号数据采集卡（11）导线连接计算机终端（14）；

电信号采集装置包括上接触模块（7）、下接触模块（6）、静电计（12）和电信号数据采集卡（13），上接触模块（7）固定于上样品台（8）上，上接触模块（7）的表层为黏附材料层（7-1），下接触模块（6）固定于下样品台（5）上，下接触模块（6）的表层为黏附目标层（6-4）；黏附材料层（7-1）位于黏附目标层（6-4）的正上方；上接触模块（7）和下接触模块（6）内的导电银胶层引出导线连接静电计（12），静电计（12）导线连接电信号数据采集卡（13），电信号数据采集卡（13）导线连接计算机终端（14）。

2.根据权利要求1所述的黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置，其特征在于，同步测量装置还包括静电屏蔽罩（15），二维移动平台控制装置、力信号采集装置、电信号采集装置、上接触模块（7）和下接触模块（6）都位于静电屏蔽罩（15）内，静电屏蔽罩（15）接地。

3.根据权利要求1所述的黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置，其特征在于，上接触模块（7）和下接触模块（6）分别由绝缘胶层粘接在上样品台（8）和下样品台（5）上。

4.根据权利要求3所述的黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置，其特征在于，上接触模块（7）由绝缘胶层、导电铜箔、导电银胶层和黏附材料层（7-1）叠加而成；下接触模块（6）由绝缘胶层、导电铜箔、导电银胶层和黏附目标层（6-4）叠加而成。

5.根据权利要求1所述的黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置，其特征在于，黏附材料层（7-1）为碳纳米管黏附阵列材料、聚二甲基硅氧烷材料或聚酰亚胺材料。

6.根据权利要求1所述的黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置，其特征在于，黏附目标层（6-4）为二氧化硅材料、聚四氟乙烯材料或各类金属薄片材料。

7.采用权利要求1-6所述的黏附材料黏附力和接触/摩擦电同步测量装置进行的测量方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1：二维移动平台（2）手动驱动模式下调整上样品台（8）的位置，取下上样品台（8）；

步骤2：在上样品台（8）和下样品台（5）表面分别进行装样；上接触模块（7）装在上样品台（8）表面上，下接触模块（6）装在下样品台（5）表面上；

步骤3：实验初始化时调整压力应变传感器（9）的位置，使其与上样品台（8）保持恰当距离以保证单次实验时间，对静电计（12）和压力应变传感器（9）反馈的信号进行调零处理；

步骤4：调整计算机终端（14）为接触黏附运动模式，分别测量黏附材料法向黏附力和切向黏附力，设定接触速度与预压载荷等参数，驱动二维移动平台，使黏附材料层（7-1）与黏附目标层（6-4）进行接触黏附过程；同时力信号采集装置和电信号采集装置实时同步采集黏附力和接触对表面电荷量的变化，计算机终端（14）记录力学数据和电学数据；

步骤5：实验完毕后，在计算机终端（14）上对采集的力学数据和电学数据进行同步处理；

步骤6：根据步骤5内的力学数据和电学数据，分析黏附材料接触黏附过程中静电作用对黏附力的影响。