[發(fā)明專利]形狀記憶傳感器及其制造方法

在審

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• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111497220A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 張學記;許太林;何學成
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/30;B33Y40/20;G01D5/02
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 徐漢華

本申請屬于傳感器技術領域，尤其涉及一種形狀記憶傳感器及其制造方法，方法包括以下步驟：S1：制備液態(tài)的形狀記憶高分子材料；S2：將液態(tài)的形狀記憶高分子材料的粘度調節(jié)至3D打印粘度；S3：構建傳感器基體的三維數(shù)據(jù)模型；S4：根據(jù)三維數(shù)據(jù)模型，將液態(tài)的形狀記憶高分子材料經由3D打印得到初加工件；S5：將初加工件依序進行保溫冷卻，當冷卻至室溫時，對初加工件進行外場刺激以對初加工件進行形狀記憶訓練，形成傳感器基體；S6：在傳感器基體的表面覆設電極材料，以形成具有了可逆形變性能的形狀記憶傳感器。在使用條件復原時，也能夠實現(xiàn)形狀結構復原，進而保證了形狀記憶傳感器在復雜環(huán)境中的信號檢測穩(wěn)定性、重復性和靈敏性。

技術領域

本申請屬于傳感器技術領域，尤其涉及一種形狀記憶傳感器及其制造方法。

背景技術

近年來，3D打印技術得益于其能夠一次成型精密復雜結構的特點，已逐漸應用于傳感器制造中。然而，對于一些3D打印成型的高分子材料，往往容易在溫度異常或酸堿度異常的環(huán)境中發(fā)生不可逆形變，這樣便會對由3D打印成型的高分子材料制成的傳感器的信號檢測穩(wěn)定性、重復性和靈敏性產生消極影響。

發(fā)明內容

本申請實施例的目的在于提供一種形狀記憶傳感器，旨在解決現(xiàn)有技術中的3D打印成型的高分子材料傳感器容易發(fā)生不可逆形變而導致信號檢測穩(wěn)定性、重復性和靈敏性下降的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術方案是：一種形狀記憶傳感器的制造方法，包括以下步驟：

S1：制備液態(tài)的形狀記憶高分子材料；

S2：構建傳感器基體的三維數(shù)據(jù)模型；

S3：將液態(tài)的所述形狀記憶高分子材料的粘度調節(jié)至3D打印粘度；

S4：將液態(tài)的所述形狀記憶高分子材料經由3D打印得到初加工件；

S5：將所述初加工件依序進行保溫和冷卻處理，當所述初加工件冷卻至室溫時，對所述初加工件進行外場刺激以對所述初加工件進行形狀記憶訓練；

S6：將完成形狀記憶訓練的所述初加工件的表面覆設電極材料，以形成所述形狀記憶傳感器。

可選地，在所述步驟S1中，所述形狀記憶高分子材料的制造方法包括化學交聯(lián)法、物理交聯(lián)法、共聚法或分子自組裝法。

可選地，在所述步驟S1中，所述形狀記憶高分子材料包括聚降冰片烯、苯乙烯/丁二烯共聚物、反式1,4—聚異戊二烯、變聯(lián)聚乙烯或乙烯/醋酸乙烯共聚物。

可選地，在所述步驟S3中，所述3D打印的打印噴嘴直徑為0.04mm～0.3mm。

可選地，在所述步驟S3中，所述3D打印的掃描打印速度為5mm/s～20mm/s。

可選地，在所述步驟S3中，所述3D打印的成型溫度滿足下列關系：

10℃—T1≤T≤10℃+T1；

其中，T為所述成型溫度，T1為所述高分子材料的熔點溫度。

可選地，所述步驟S4包括以下步驟：

S41：在液態(tài)的所述形狀記憶高分子材料中加入形狀記憶合金粉末，形成混合物；

S42：將所述混合物經由3D打印成型得到所述初加工件。

可選地，在所述步驟S5中，所述初加工件的保溫溫度至室溫溫度的溫差值滿足下列關系；

300℃≤T2≤450℃；

其中，T2為所述初加工件的保溫溫度至室溫溫度的溫差值。

可選地，在步驟S5中，所述外場刺激包括熱刺激、電刺激、磁刺激、光刺激、速度刺激或液體刺激。