结构健康监测是一种智能系统,通过使用各种传感器作为神经系统来实时监测结构的“健康状态”,感知和预测结构内部的缺陷和损坏。由于薄膜应变传感器具有良好的柔性和耐久性,其在结构健康监测的应用也越来越广泛。为了避免薄膜传感器外部荷载下产生的导电性能的下降以及在极端环境下的腐蚀,本文所制备的柔性应变传感器是由嵌入银纳米线的聚合物/金属层/聚合物三明治结构薄膜制成,通过对传感器结构表征、导电性能影响因素、耐久性能研究以及在结构健康监测领域的潜在应用开展了以下工作。1、本文首先研究了 PDMS与固化剂的重量比例对PDMS薄膜拉伸性能的影响,根据加热时间与拉伸比在制备过程中取10:1的质量比。使用扫描电镜对传感器表面进行检测,以对传感器良好的耐久性与导电性进行分析。2、本文分别研究了薄膜尺寸、环境温度对传感器导电性能的影响,并对不同影响因素与电阻变化之间的线性关系进行拟合,这对电阻的实际使用时非常必要的。不仅如此,本文还研究了薄膜传感器弯曲半径对其导电性能的影响,并将其与食指、肘部相连并根据肌肉运动测量电阻变化,证明其弯曲形变在实际应用中的适用性。3、Ag膜和AgNWs的结合使得复合导电薄膜能用作高灵敏度应变传感器,其应变系数在0-10%的应变下为7.1,在10-30%的应变下为21.1。应变传感器被证明是高度可逆的,并且在1000次弯曲循环后仍保持稳定。这些结果表明,AgNWs可以充当跨越金属膜裂缝的弹性导电桥,使得传感器在拉伸和弯曲载荷下保持高导电率。此外,PDMS涂层可以有效地防止导电层与外部盐水环境接触,这说明了传感器可以应用于盐水环境下的结构健康监测。4、将传感器与钢试件表面连接,用于对拉伸试验中的微应变的实时检测,应变传感器在经过3次反复加载-卸载至应变3000 με后,仍能够恢复至电阻初始值,并且电阻变化与应变之间的关系表明线性关系和高灵敏度。本文制备的应变传感器在拉伸和弯曲荷载下仍然可以保持良好的导电性和耐久性,PDMS与导电层形成三明治结构,使得传感器电阻没有随着时间的增加电阻发生显著的增加。导电薄膜的良好耐久性和抗腐蚀性能说明了传感器在盐水条件下具有很大的应用潜力,并可以实时监测结构产生的微应变。