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《沈阳航空航天大学》 2019年
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石墨烯基传感器的制备与其多功能监测的研究

刘志文  
【摘要】:石墨烯具备良好的机械、导电性能以及传感功能性能,是制备柔性传感器的理想材料。石墨烯柔性传感器可以对飞行器结构的应变、应力、振动、损伤以及温度等信号进行监测,非常适合作为新一代结构监测传感器。此外石墨烯柔性传感器对于人体运动生理信号具有非常好的监测效果。本文主要研究了采用石墨烯复合材料组装的柔性传感器,对传感器的性能进行了测试并且研究了石墨烯柔性传感器的多功能监测应用。本文首先研究了基于石墨烯/PU(聚氨酯)复合材料薄膜的柔性应变传感器,该柔性应变传感器采用层合工艺制备,具有制备工艺简单,力学柔性和导电性能优异,灵敏度高的优点,应变测试范围为0-25%,灵敏度系数高达150,具备良好的稳定性和较宽的工作温度范围。本文随后研究了一种基于石墨烯/硅橡胶复合材料的柔性压力传感器,该柔性压力传感器通过溶液共混工艺制备,具备良好的力学柔性和极好的稳定性,灵敏度系数为2.7×10~(-2)kPa~(-1),响应时间低于80ms,工作温度范围为30℃—75℃。在多功能监测方面,本文研究了石墨烯柔性传感器对飞行器常用的铝合金材料和复合材料的结构监测,柔性传感器可以粘贴在铝合金结构的表面或者包埋在复合材料结构中实现对应变和压力的准确监测。此外石墨烯柔性传感器可以对人体运动信号进行准确的监测,在飞行员可穿戴设备方面具有良好的应用潜力。
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:V214

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