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与硅橡胶基复合材料薄膜相比,丁基橡胶基复合材料薄膜不仅具有良好的耐环境性能,还具有易于封装、拉伸强度高等优点,具有广阔的应用前景。 本文以Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶纳米晶粉体为复合相,以丁基橡胶为基体,通过模压成型工艺制备了不同规格的复合材料薄膜。从力敏稳定性和力敏灵敏性两个方面研究了 FeCuNbSiB/IIR复合材料薄膜的力敏特性,探讨了加载/卸载速度、粉体含量、测试频率、薄膜厚度和环境温度对力敏特性的影响情况。 研究表明,复合材料薄膜在加载/卸载速度v=0.1mm/min时的力敏稳定性最好,0-0.3MPa应力范围内的力敏灵敏度最高。比较不同粉体含量下复合材料薄膜的力敏特性,粉体含量为85wt％的复合材料薄膜的力敏特性优于粉体含量为80wt%的复合材料薄膜;测试频率为1kHz时,复合材料薄膜的应力阻抗效应值SI%和应力阻抗灵敏度值|k|均高于50kHz,说明1kHz下复合材料薄膜的力敏特性优于50kHz;不同厚度下,厚度为200μm复合材料薄膜的力敏特性优于150μm的复合材料薄膜;复合材料薄膜在39.5℃-80℃温度范围内,随着温度的升高其阻抗值逐渐减小,但其SI%和|k|值逐渐增大,说明温度越高复合材料薄膜的力敏特性越好。 优化出了具有最佳力敏特性的复合材料薄膜,即薄膜内粉体粒径为45μm、粉体含量为85wt%、薄膜厚度200μm;薄膜最佳的使用环境为测试频率f=1kHz、加载/卸载速度v=0.1mm/min、环境温度为低于80℃。 薄膜在受到压应力作用时,薄膜阻抗电路可以等效为容抗与电阻并联后再与感抗串联电路。 FeCuNbSiB/IIR复合材料薄膜力敏稳定性好,在柔性力敏薄膜传感器上具有应用可行性。