[发明专利]石墨烯填充硅橡胶复合材料压阻传感器及其研制方法

摘要

一种石墨烯填充硅橡胶复合材料压阻传感器及其研制方法，属于测量技术领域。该方法将堆积密度为0.20g/cm3、直径为5μm、厚度小于15nm、碳含量大于98wt％的石墨烯作为导电填料，将介电常数为3.0、介电强度为15kV/mm的硅橡胶作为基体相，用溶液混合法和旋涂法制备出基于石墨烯填充硅橡胶复合材料的压阻薄膜，再用热压封装法将压阻薄膜和聚酰亚胺覆铜薄膜制备成石墨烯填充硅橡胶复合材料压阻传感器。利用本发明提出的方法所研制的压阻传感器压阻特性单调、灵敏度高、量程大、柔性好、可以应用于电子皮肤研制和曲面层间压力测量等领域中。

主权项

一种石墨烯填充硅橡胶复合材料压阻传感器及其研制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将堆积密度为0.20g/cm3、比表面积30‑60m2/g、直径为5μm、厚度小于15nm、碳含量大于98wt％的石墨烯作为导电填料，将介电常数为3.0、介电强度为15kV/mm的硅橡胶作为基体相，将所述的石墨烯和硅橡胶与有机溶剂按6∶100∶900的体积比混合形成由石墨烯、有机溶剂和硅橡胶构成的混合物；对由石墨烯、有机溶剂和硅橡胶构成的混合物进行大功率机械搅拌，同时在催化剂和交联剂的作用下辅以超声振荡，温度80℃，待有机溶剂挥发后，形成由石墨烯和硅橡胶构成的混合体；将由石墨烯和硅橡胶构成的混合体滴入旋转平台，旋涂成压阻薄膜；在两张聚酰亚胺薄膜上覆合金属电极，分别作为上层封装薄膜和下层封装薄膜；将压阻薄膜的尺寸和形状裁剪为与金属电极的一致；将裁剪后的压阻薄膜贴附在下层封装薄膜的电极之上；在下层封装薄膜的金属电极周围涂覆热固胶；将上层封装薄膜覆盖在已涂覆热固胶的下层封装薄膜之上，并使下层封装薄膜的金属电极、压阻薄膜和下层封装薄膜的金属电极正对，形成汉堡包结构；用柔性材料封装设备对所述的汉堡包结构进行热压封装，进而制成石墨烯填充硅橡胶复合材料压阻传感器。