正交实验设计优化离子聚合物金属复合材料的力输出性能  

作　　者：何青松[1,2] 于敏[1] 丁燕[1] 郭东杰[1] 李佳波[1] 戴振东[1] 

机构地区：[1]南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,南京210016 [2]南京航空航天大学机电学院,南京210016

出　　处：《科学通报》2011年第14期1144-1152,共9页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50705043;50805076;50975140)

摘　　要：离子聚合物金属复合材料(ionic polymer metal composite)作为新型驱动材料在微小系统驱动等方面有着明确的应用前景,输出力较低和对水环境的依赖限制了该材料进一步的应用.本文采用正交实验设计法,针对IPMC制备过程中的3个主要参数,选用L16(45)正交表,以输出力为指标开展制备工艺的优化.结果表明主镀过程铂氨复合物的浓度对IPMC输出力的影响最大,Nafion膜中四乙氧基硅(TEOS)含量对输出力的影响次之,还原剂浓度对输出力没有显著影响.在实验确定的最优条件下,IPMC的最大输出力达到50mN,相应的最大位移为14mm.在最大输出位移性能相当的情况下,较常规条件最大力输出提高了2.4倍,有效工作寿命大幅提高,有效力输出延长了5.8倍,有效位移输出性能延长了5倍.该研究为IPMC进一步的应用奠定了坚实的基础.

关 键 词：IPMC力优化正交实验设计 

分 类 号：TB331[一般工业技术—材料科学与工程]