本征導電纖維集合體的電-力學性能及其作為應變、壓力傳感器的性能分析.pdf

1、隨著高新技術對傳統(tǒng)紡織行業(yè)的滲透，紡織品正在日益功能化，智能化。智能紡織品就是紡織品發(fā)展的一個新領域。
　　 紡織品作為傳感器具有其獨特的優(yōu)點：柔軟、可穿著、透氣、輕薄、造價低等。利用導電紡織結構的電一力學性能作為傳感器的應用已經(jīng)得到了一些研究小組的重視，因為在下一代電子產(chǎn)品中，可穿著將是一個嶄新的應用領域。
　　 目前大多數(shù)的紡織結構傳感器是基于導電高分子材料，這種材料具有很多優(yōu)點：易合成，敏感度高等，但是也具有其缺點

2、：環(huán)境穩(wěn)定性差、不耐高溫、毒性等，所以，在沒有克服這些缺點之前，本征導電紡織結構傳感器是一個很好的替代，它具有環(huán)境穩(wěn)定性好、耐高溫、制作簡單等優(yōu)點。
　　 雖然已經(jīng)有很多成功的本征導電紡織品作為拉、壓傳感器的應用實例，但是缺乏一個系統(tǒng)的關于本征導電紡織結構作為拉伸、壓力傳感器的機理研究。多數(shù)的研究是基于其宏觀電一力學性能的研究。本文提出了本征導電紡織結構作為拉力、壓力傳感器應用的機理。從纖維一纖維集合體一織物結構的電一力學性能分

3、析，找到紡織結構作為拉力、壓力傳感器應用的傳感機理。并對每一層次結構的電一力學性能進行模型與實驗分析，找到影響紡織結構作為傳感器的主要影響因素及其最佳的設計形式。同時對設計的傳感器進行了性能分析，與模型分析的結果做對比，驗證模型，設計高性能傳感器。
　　 通過本課題的研究發(fā)現(xiàn)，拉力、壓力傳感器的傳感原理就是紗線與紗線之間的接觸電阻隨外界應力的變化而變化。如何設計出合理的纖維、紗線和織物結構是決定傳感器性能好壞的主要因素。同時纖維

4、的本身力學性能、表面狀況也是影響傳感器性能的重要因素。通過實驗發(fā)現(xiàn)，作為應變傳感器，短纖維紗線因為其可以提供更多的接觸電阻而優(yōu)于長絲紗。彎曲剛度大的纖維具有更好的回復性，低的滯后性。表面光滑的纖維有利于傳感器的回復性。相對于機織物與非織造物，針織物結構可以抵抗大的變形而作為大應變傳感器。同時其結構可以提供特殊結構的紗線之間接觸的線圈來實現(xiàn)織物的傳感特性。對于單編鏈結構應變傳感器，織物密度是影響傳感器性能的主要因素。對于壓力分布傳感器，機