[發(fā)明專利]一種智能復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011485533.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112700908B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲抒旋;呂衛(wèi)幫;鞏文斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00;G01N27/04
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種智能復(fù)合材料的自修復(fù)方法，其特征在于包括：

提供智能復(fù)合材料，并通過測量每兩個電極間的電壓，并記錄；

所述智能復(fù)合材料損傷后，再次測量每兩個電極間的電壓，通過有限元算法求解兩次電壓值的差別，并作出電導(dǎo)率分布變化的圖像，圖像可顯示損傷位置；

確定損傷位置后，根據(jù)損傷位置確定相對應(yīng)的兩個電極，對該兩個電極施電壓或電流，實現(xiàn)對損傷位置的定點修復(fù)；

其中，所述智能復(fù)合材料包括：

由導(dǎo)電介質(zhì)構(gòu)成的微觀多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

至少填充分布于所述多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所含孔隙中的樹脂基材料，所述樹脂基材料包括熱塑性樹脂；以及，

電極，所述電極設(shè)置于所述多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的邊緣，或者設(shè)置于由多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與樹脂基材料構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)的邊緣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)方法，其特征在于：所述多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為二維薄膜狀結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自修復(fù)方法，其特征在于，所述二維薄膜狀結(jié)構(gòu)的厚度為0.1~100μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)方法，其特征在于：所述導(dǎo)電介質(zhì)包括導(dǎo)電材料和/或?qū)щ姴牧习驳姆菍?dǎo)電材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自修復(fù)方法，其特征在于：所述導(dǎo)電材料包括石墨烯、碳納米管、銀納米線、碳纖維中的任意一種或兩種以上的組合；所述非導(dǎo)電材料包括芳綸纖維、無紡布、玻璃纖維中的任意一種或兩種以上的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)方法，其特征在于：所述樹脂基材料為聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚砜、橡膠、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)方法，其特征在于：所述電極包括金屬箔、金屬導(dǎo)線、導(dǎo)電膠帶、導(dǎo)電纖維或?qū)щ姳∧ぁ?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自修復(fù)方法，其特征在于所述金屬箔或金屬導(dǎo)線的材質(zhì)包括金、銀、銅、鉑中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述電極的個數(shù)在4個以上；和/或，所述電極的材質(zhì)與導(dǎo)電材料的材質(zhì)相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)方法，其特征在于，所述智能復(fù)合材料的制備方法包括：

提供導(dǎo)電介質(zhì)，并形成多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

在所述多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)邊緣設(shè)置電極，制得導(dǎo)電材料薄膜傳感器；

使所述導(dǎo)電材料薄膜傳感器與樹脂基材料復(fù)合，獲得智能復(fù)合材料；

或者，先將由導(dǎo)電介質(zhì)構(gòu)成的多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與樹脂基材料進(jìn)行復(fù)合，固化后得到復(fù)合材料；

再在所述復(fù)合材料邊緣設(shè)置電極，獲得智能復(fù)合材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自修復(fù)方法，其特征在于：所述電極的連接方式包括導(dǎo)電膠粘貼、焊接、鉚接、螺栓連接、壓緊、裝訂、自體導(dǎo)線中的至少任意一種；和/或，所述電極的個數(shù)在4個以上；和/或，所述電極的材質(zhì)與導(dǎo)電材料的材質(zhì)相同。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自修復(fù)方法，其特征在于具體包括：將導(dǎo)電介質(zhì)直接分散于樹脂基材料中，固化后得到復(fù)合材料；

或者，將導(dǎo)電介質(zhì)制備成二維薄膜狀，并至少通過浸泡、灌注或涂覆方式與樹脂基材料復(fù)合，固化后得到復(fù)合材料；

或者，將導(dǎo)電介質(zhì)制備成三維結(jié)構(gòu)，并通過灌注的方式與樹脂基材料復(fù)合，固化后得到復(fù)合材料。