| 摘要 | 第4-8页 |
| abstract | 第8-13页 |
| 主要缩写符号和物理符号说明 | 第26-28页 |
| 第一章 绪论 | 第28-52页 |
| 1.1 课题来源 | 第28页 |
| 1.2 介电弹性体简介 | 第28-31页 |
| 1.2.1 介电弹性体概述 | 第28-29页 |
| 1.2.2 介电弹性体的优势和应用前景 | 第29-31页 |
| 1.3 介电弹性体的基本理论研究 | 第31-36页 |
| 1.3.1 介电弹性体的的驱动机制 | 第31-32页 |
| 1.3.2 介电弹性体的优化方向 | 第32-34页 |
| 1.3.2.1 薄膜厚度 | 第32-33页 |
| 1.3.2.2 模量 | 第33页 |
| 1.3.2.3 介电常数 | 第33-34页 |
| 1.3.3 介电弹性体的极化机理 | 第34-35页 |
| 1.3.4 介电弹性体的转换效率和电击穿 | 第35-36页 |
| 1.4 传统的介电弹性体材料 | 第36-40页 |
| 1.4.1 丙烯酸酯类介电弹性体 | 第36-37页 |
| 1.4.2 硅橡胶类介电弹性体 | 第37-38页 |
| 1.4.3 聚氨酯类介电弹性体 | 第38-39页 |
| 1.4.4 其他介电弹性体 | 第39-40页 |
| 1.5 新型介电弹性体的研究进展 | 第40-43页 |
| 1.5.1 接枝型介电弹性体 | 第40页 |
| 1.5.2 新合成介电弹性体 | 第40页 |
| 1.5.3 共混型介电弹性体 | 第40-41页 |
| 1.5.4 复合型介电弹性体 | 第41-43页 |
| 1.5.4.1 添加陶瓷填料的介电弹性体 | 第41-42页 |
| 1.5.4.2 添加导电填料的介电弹性体 | 第42-43页 |
| 1.6 碳系填料介电弹性体复合材料 | 第43-50页 |
| 1.6.1 石墨烯介电弹性体复合材料 | 第43-46页 |
| 1.6.2 碳纳米管介电弹性体复合材料 | 第46-49页 |
| 1.6.3 其他碳系填料介电弹性体复合材料 | 第49-50页 |
| 1.7 本研究的目的和研究内容 | 第50-52页 |
| 1.7.1 本研究的目的和意义 | 第50-51页 |
| 1.7.2 本研究的主要内容和创新点 | 第51-52页 |
| 第二章 实验方案与表征方法 | 第52-68页 |
| 2.1 实验原材料 | 第52-53页 |
| 2.2 实验设备及测试仪器 | 第53-55页 |
| 2.3 实验工艺 | 第55-61页 |
| 2.3.1 还原氧化石墨烯/聚氨酯复合材料的制备方法 | 第55-57页 |
| 2.3.1.1 氧化石墨烯的制备 | 第55页 |
| 2.3.1.2 氧化石墨烯/聚氨酯复合材料的制备 | 第55-57页 |
| 2.3.1.3 还原氧化石墨烯/聚氨酯复合材料的制备 | 第57页 |
| 2.3.2 聚氨酯/聚乙二醇/还原石墨烯复合材料的制备 | 第57-58页 |
| 2.3.3 石墨烯-碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备 | 第58-59页 |
| 2.3.3.1 液相剥离法制备石墨烯 | 第58-59页 |
| 2.3.3.2 超声法制备碳纳米管悬浮液 | 第59页 |
| 2.3.3.3 石墨烯悬浮液的浓缩 | 第59页 |
| 2.3.3.4 石墨烯-碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备 | 第59页 |
| 2.3.4 取向碳纳米管/氢化丁腈橡胶复合材料的制备 | 第59-61页 |
| 2.3.4.1 取向碳纳米管/氢化丁腈橡胶复合材料的制备 | 第59-60页 |
| 2.3.4.2 不取向碳纳米管/氢化丁腈橡胶复合材料的制备 | 第60-61页 |
| 2.4 性能表征及测试 | 第61-68页 |
| 2.4.1 高分辨透射电子显微镜(HR-TEM) | 第61页 |
| 2.4.2 透射电子显微镜(TEM) | 第61页 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜(SEM) | 第61-62页 |
| 2.4.4 原子力显微镜(AFM) | 第62页 |
| 2.4.5 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR) | 第62页 |
| 2.4.6 紫外光谱分析(UV-Vis) | 第62-63页 |
| 2.4.7 拉曼光谱分析(Raman) | 第63页 |
| 2.4.8 X光电子能谱分析(XPS) | 第63页 |
| 2.4.9 X射线衍射分析(XRD) | 第63页 |
| 2.4.10 热失重分析(TGA) | 第63-64页 |
| 2.4.11 四探针测试仪测定电阻率 | 第64页 |
| 2.4.12 混炼胶硫化特性 | 第64页 |
| 2.4.13 橡胶复合材料体积电导率测试 | 第64页 |
| 2.4.14 橡胶复合材料物理机械性能测试 | 第64-65页 |
| 2.4.14.1 拉伸实验 | 第64-65页 |
| 2.4.14.2 模量 | 第65页 |
| 2.4.14.3 拉伸回复实验 | 第65页 |
| 2.4.15 介电性能测试 | 第65页 |
| 2.4.16 阻抗性能测试 | 第65页 |
| 2.4.17 电驱动特性测试 | 第65-68页 |
| 2.4.17.1 电致形变 | 第65-66页 |
| 2.4.17.2 电致形变稳定性 | 第66页 |
| 2.4.17.3 能量密度 | 第66-68页 |
| 第三章 通过氧化石墨烯的部分还原和聚氨酯氢键的破坏制备高性能介电弹性体 | 第68-86页 |
| 3.1 引言 | 第68-69页 |
| 3.2 氧化石墨烯(GONS)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料的制备与表征 | 第69-72页 |
| 3.2.1 氧化石墨烯的制备 | 第69-70页 |
| 3.2.2 GONS/TPU复合材料的微观结构 | 第70-71页 |
| 3.2.3 GONS/TPU复合材料的介电性能 | 第71-72页 |
| 3.3 GONS/TPU复合材料的原位热还原 | 第72-74页 |
| 3.3.1 氧化石墨烯的热还原 | 第72-73页 |
| 3.3.2 热还原氧化石墨烯(TRG)/TPU复合材料的导电性能 | 第73-74页 |
| 3.4 TRG/TPU复合材料的氢键破坏 | 第74-76页 |
| 3.5 TRG/TPU复合材料的力学性能 | 第76-79页 |
| 3.5.1 TRG/TPU复合材料的拉伸性能 | 第76-78页 |
| 3.5.2 TRG/TPU复合材料的滞后损失 | 第78-79页 |
| 3.6 TRG/TPU复合材料的电力学性能 | 第79-83页 |
| 3.6.1 TRG/TPU复合材料的介电性能 | 第79-81页 |
| 3.6.2 TRG/TPU复合材料的β值 | 第81页 |
| 3.6.3 TRG/TPU复合材料的电致形变 | 第81-82页 |
| 3.6.4 有效β值对电致形变的预测 | 第82-83页 |
| 3.7 小结 | 第83-86页 |
| 第四章 通过介电填料和增塑剂协同制备高性能介电弹性体 | 第86-100页 |
| 4.1 引言 | 第86页 |
| 4.2 聚氨酯/聚乙二醇(PEG)/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料 | 第86-99页 |
| 4.2.1 氧化石墨烯的原位化学还原 | 第86-88页 |
| 4.2.2 TPU/PEG/rGO复合材料的微观结构 | 第88-91页 |
| 4.2.2.1 TPU/PEG/rGO复合材料的分散性 | 第89页 |
| 4.2.2.2 TPU/PEG/rGO复合材料的氢键破坏 | 第89-91页 |
| 4.2.3 TPU/PEG/rGO复合材料的导电性能 | 第91-93页 |
| 4.2.4 TPU/PEG/rGO复合材料的介电性能 | 第93-96页 |
| 4.2.4.1 介电性能的频率依赖性 | 第93-94页 |
| 4.2.4.2 PEG和rGO对介电常数的协同作用 | 第94-95页 |
| 4.2.4.3 阻抗分析 | 第95-96页 |
| 4.2.5 TPU/PEG/rGo复合材料的力学性能 | 第96-98页 |
| 4.2.5.1 TPU/PEG/rGO复合材料的滞后损耗 | 第96-97页 |
| 4.2.5.2 TPU/PEG/rGO复合材料的模量 | 第97-98页 |
| 4.2.6 TPU/PEG/rGO复合材料的电致形变 | 第98-99页 |
| 4.3 小结 | 第99-100页 |
| 第五章 取向碳纳米管稳定液相剥离石墨烯及其介电弹性体复合材料 | 第100-118页 |
| 5.1 引言 | 第100页 |
| 5.2 液相剥离法制备石墨烯 | 第100-104页 |
| 5.2.1 液相剥离法制备石墨烯的形貌 | 第100-102页 |
| 5.2.2 液相剥离法制备石墨烯的化学结构 | 第102-103页 |
| 5.2.3 液相剥离法制备石墨烯的溶液浓度 | 第103-104页 |
| 5.3 碳纳米管(CNT)辅助浓缩石墨烯溶液 | 第104-107页 |
| 5.3.1 溶液超声法制备碳纳米管溶液 | 第104-105页 |
| 5.3.2 石墨烯溶液的浓缩 | 第105-107页 |
| 5.4 石墨烯-碳纳米管(Gr-CNT)/聚氨酯复合材料的微观结构 | 第107-109页 |
| 5.4.1 复合材料的分散性 | 第107-108页 |
| 5.4.2 TPU相分离结构的破坏 | 第108-109页 |
| 5.5 Gr-CNT/TPU复合材料的力学性能 | 第109-110页 |
| 5.6 Gr-CNT/TPU复合材料的电力学性能 | 第110-116页 |
| 5.6.1 Gr-CNT/TPU复合材料的导电性能 | 第110-111页 |
| 5.6.2 Gr-CNT/TPU复合材料的介电性能 | 第111-112页 |
| 5.6.3 Gr-CNT/TPU复合材料的电致形变 | 第112-116页 |
| 5.6.3.1 电力学敏感性 | 第112-113页 |
| 5.6.3.2 电致形变 | 第113-114页 |
| 5.6.3.3 击穿强度 | 第114-115页 |
| 5.6.3.4 电致形变稳定性 | 第115-116页 |
| 5.6.3.5 能量密度 | 第116页 |
| 5.7 小结 | 第116-118页 |
| 第六章 通过控制碳纳米管的取向调控介电弹性体复合材料性能 | 第118-136页 |
| 6.1 引言 | 第118页 |
| 6.2 CNT/氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料的微观结构 | 第118-122页 |
| 6.2.1 CNT在复合材料中的分散 | 第118-120页 |
| 6.2.2 CNT在复合材料中的填料网络结构 | 第120-121页 |
| 6.2.3 CNT在复合材料中的取向结构 | 第121-122页 |
| 6.3 CNT/HNBR复合材料的导电性能 | 第122-124页 |
| 6.4 CNT/HNBR复合材料的介电性能 | 第124-126页 |
| 6.4.1 CNT/HNBR复合材料的介电常数 | 第124-125页 |
| 6.4.2 CNT/HNBR复合材料的介电损耗 | 第125-126页 |
| 6.5 CNT/HNBR复合材料微观结构与介电性能的关系 | 第126-128页 |
| 6.6 CNT/HNBR复合材料的力学性能 | 第128-130页 |
| 6.6.1 CNT/HNBR复合材料的模量 | 第128-129页 |
| 6.6.2 CNT/HNBR复合材料的滞后损耗 | 第129-130页 |
| 6.7 CNT/HNBR复合材料的电力学性能 | 第130-133页 |
| 6.7.1 高介电常数、低介电损耗的取向CNT/HNBR复合材料 | 第130-131页 |
| 6.7.2 CNT/HNBR复合材料的电致形变 | 第131-133页 |
| 6.8 小结 | 第133-136页 |
| 第七章 结论 | 第136-138页 |
| 参考文献 | 第138-148页 |
| 致谢 | 第148-150页 |
| 研究成果及已发表的学术论文 | 第150-152页 |
| 作者和导师简介 | 第152-156页 |
| 附件 | 第156-157页 |
