一種測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及柔性材料的性能測試領(lǐng)域，具體涉及一種測量柔性材料在彎折變形下性能隨彎曲半徑增減變化規(guī)律的裝置，可針對各類柔性材料進(jìn)行測量。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性材料在當(dāng)代人們生活、工業(yè)和工程上的應(yīng)用日益廣泛，柔性材料也可以稱為柔性復(fù)合材料。柔性復(fù)合材料是由纖維增強(qiáng)材料和韌性聚合物基體組成，它與熱固性或熱塑性聚合物基體復(fù)合材料相比有較大的變形范圍，有較高的承載能力和良好的疲勞性能，這種材料在低應(yīng)力作用時(shí)材料呈低剛度性能，而在高應(yīng)力作用時(shí)卻有相當(dāng)高的強(qiáng)度和剛度。同時(shí)通過特殊的制備技術(shù)，將一些功能材料復(fù)合在柔性基底上，實(shí)現(xiàn)具有某些功能的柔性材料，如:柔性換能材料、柔性儲(chǔ)能材料、柔性隔熱材料等等，廣泛運(yùn)用于電子制造行業(yè)、汽車行業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域、能源領(lǐng)域等等。是一種極具應(yīng)用前景的功能材料。
[0003]近年來，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，使得市場對可以應(yīng)用于各種工作環(huán)境的各類微型、柔性傳感器需求很大。目前的數(shù)碼電子產(chǎn)品正在向可以實(shí)現(xiàn)微型、柔性、可穿戴的目標(biāo)發(fā)展，柔性發(fā)電技術(shù)、柔性顯示技術(shù)、柔性電子電路等在近幾年發(fā)展迅速。但是現(xiàn)如今，對于研發(fā)出的柔性材料性能的測試往往是在材料不發(fā)生形變的條件下進(jìn)行的，與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境存在一定差距。因此，亟待發(fā)明一種裝置和方法，可以有效地模擬材料在之后加工成器件時(shí)的工作環(huán)境，并可以實(shí)現(xiàn)在此環(huán)境下對材料的性能進(jìn)行測試。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種測量柔性材料在彎折變形下性能隨彎曲半徑增減變化規(guī)律的裝置，可以針對多種柔性材料、針對同一樣品，在對樣品無損的條件下，測量其在不同的彎折半徑下，各種性能隨曲率半徑的變化規(guī)律。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置，該裝置包括半徑不同的管狀體或柱狀體，通過管狀體或柱狀體提供柔性材料層的曲率半徑;該裝置包括兩層以上多邊形板體或片體，通過多邊形板體或片體固定和支撐管狀體或柱狀體。
[0007]所述的測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置，半徑不同的管狀體或柱狀體按梯度變化。
[0008]所述的測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置，兩層以上多邊形板體或片體平行設(shè)置，相鄰兩層多邊形板體或片體之間安裝梯度變化的管狀體或柱狀體，管狀體或柱狀體與多邊形板體或片體垂直。
[0009]所述的測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置，薄片狀、板狀或纖維狀柔性材料層固定于管狀體或柱狀體外表面。
[0010]所述的測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置，同等高度不同曲率半徑管狀體或柱狀體采用膠粘、焊接或機(jī)械固定在多邊形板體或片體之間。
[0011]所述的測量柔性材料性能隨彎曲半徑變化規(guī)律的裝置，柔性材料層上設(shè)置四探針法測試電極連線，柔性材料層通過四探針法測試電極連線與四探針法電導(dǎo)率測試儀相連。
[0012]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路如下:
[0013]首先，根據(jù)材料科學(xué)原理，對于柔性材料，其未來的使用環(huán)境大多是處于一定彎折變形的，而對于一維或二維材料，其發(fā)生彎折變形和自由狀態(tài)下性能的變化和差異是需要更深入的探索。為了使測量結(jié)果更接近實(shí)際的使用情況，選取一直直徑的、外壁較為光滑的管狀體或柱狀體，將柔性材料背面與管狀體或柱狀體外表面全貼合接觸，以保證其彎曲半徑與管外徑一致。其次，更希望探索同種材料的某種性能隨著彎曲變形的加劇，其性能的變化規(guī)律，進(jìn)一步的探究彎曲變形對材料內(nèi)部的顯微結(jié)構(gòu)的影響，所以將不同曲率半徑的管狀體或柱狀體以合理的方式集成在兩塊或兩塊以上多邊形板體或片體之間。
[0014]正是基于以上兩點(diǎn)主要的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，本實(shí)用新型成功的實(shí)現(xiàn)了針對同一柔性材料，可以分析出其彎折性能隨彎曲半徑增減的變化規(guī)律，既可以運(yùn)用于材料科學(xué)方面的研究，探究不同彎折變形程度對材料內(nèi)部的影響；又可直接用于測量柔性材料發(fā)生彎折變形時(shí)性能的變化，很好地與實(shí)際的使用情況相吻合，作為材料最終實(shí)際運(yùn)用的一個(gè)重要參數(shù)。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下:
[0016]1、本實(shí)用新型所使用的裝置和方法適用于各種柔性材料，如薄片狀、纖維狀、板狀等。
[0017]2、本實(shí)用新型所使用的裝置和方法對測試的柔性材料形狀要求很少，應(yīng)用范圍廣。
[0018]3、本實(shí)用新型通過膠粘或機(jī)械固定的方法將樣品于管狀體或柱狀體表面固定，既保證了材料彎曲變形與管外壁半徑的一致，又可以實(shí)現(xiàn)對同一樣品測試不同的彎折半徑，對測試樣品無損傷。
[0019]4、本實(shí)用新型所用裝置集成了一組多個(gè)不同半徑的管狀體或柱狀體，可以用于分析同一樣品其性能隨彎曲半徑增減的變化規(guī)律。
[0020]5、本實(shí)用新型所使用的裝置和方法可以與相應(yīng)的測量儀器結(jié)合，用于測量柔性材料在彎折狀態(tài)下的各種性能變化，適用于材料的電學(xué)性能、磁學(xué)、熱學(xué)等性能的測量。
[0021]6、本實(shí)用新型還針對纖維狀材料在發(fā)生螺旋變形時(shí)，其性能隨螺旋的直徑，螺距等參數(shù)的改變的變化規(guī)律。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型所做的實(shí)驗(yàn)裝置示意整體圖。圖中，I多邊形板體或片體;2管狀體或柱狀體。
[0023]圖2為本實(shí)用新型所做的實(shí)驗(yàn)裝置示意分解圖。圖中，I多邊形板體或片體;2管狀體或柱狀體。
[0024]圖3為本實(shí)用新型測量纖維素紙/Bi2Te3熱電薄膜復(fù)合材料的電學(xué)性能隨彎曲半徑增減的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中，I多邊形板體或片體;3柔性材料層;4四探針法測試電極連線;5四探針法電導(dǎo)率測試儀。
[0025]圖4為本實(shí)用新型測量纖維素紙/Bi2Te3熱電薄膜復(fù)合材料的電學(xué)性能隨彎曲半徑增減的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)結(jié)果折線圖。圖中，橫坐標(biāo)代表電阻(Ω)，縱坐標(biāo)代表彎曲半徑(cm)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在具體實(shí)施過程中，本實(shí)用新型提供一種實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置集成一組半徑按一定梯度變化的管狀體或柱狀體，用于向待測柔性材料樣品提供相應(yīng)的曲率半徑。并且，在裝置上進(jìn)行對曲率半徑進(jìn)行標(biāo)注，方便測量時(shí)數(shù)據(jù)記錄。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型提供一種制作實(shí)驗(yàn)裝置的方法，將同等高度不同曲率半徑管狀體或柱狀體采用膠粘、焊接、機(jī)械固定等方法，固定在兩層或兩層以上多邊形板體或片體間，實(shí)現(xiàn)多個(gè)半徑下性能測試過程的一體化。
[0027]本實(shí)用新型提供一種測試方法，該方法通過把上述實(shí)驗(yàn)裝置與相應(yīng)性能測試儀器結(jié)合，達(dá)到測試薄片狀、板狀或纖維狀等柔性材料在不同彎折變形下性能的變化規(guī)律，具體包括以下步驟:
[0028]1、把待測柔性材料用膠粘或機(jī)械固定等的方式將柔性材料樣品固定在實(shí)驗(yàn)裝置上。
[0029]2、用金線、銀膠等將柔性材料樣品與測試儀器連接，或直接將裝置置于樣品臺(tái)上，使柔性材料樣品處于測試區(qū)域。
[0030]3、使用相應(yīng)的測量儀器進(jìn)行性能的測試。
[0031]4、將柔性材料樣品取下，固定在另一曲率半徑的管狀體或柱狀體上，重復(fù)步驟3。
[0032]5、