CN102174257A - 一种测力传感弹性复合材料及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种测力传感弹性复合材料及制作方法，是将0.15%的A原料+99.3%的B原料+0.55%的C原料，放入到加热容器中进行搅拌混合溶液同时加热使温度达到360℃，后转入密闭的注射成型容器腔内保温保压形成无位错的超细晶液体混合溶液体，使成型品既具有极高的强度又具有优良的塑性，并开启成型容器腔的注射出口，通过压力注入到圆筒型腔内挤出成型，经过液氮时效处理和时间振动应力消除工艺加工成所需的力传感器肌体产品。
Description
技术领域
本发明公开一种测力传感弹性复合材料及制作方法，按国际专利分类表(IPC)划分属于传感弹性材料制造技术领域。
背景技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。现有传感器用的传感材料一般为金属材质，由于金属材料具有导电等特性，一般不适用于要求绝缘环境下，或者在金属材质外包裹绝缘层，但结构相对复杂，且增加成本，另外，金属材质具有弹性，一定程度上降低了传感器产品的性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有极高强度又具有优良塑性的测力传感弹性复合材料。
同时，本发明还提供一种测力传感弹性复合材料的制作方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种测力传感弹性复合材料，由以下组份及重量比组成，其中：17-4PH沉淀型不锈钢：1.2～1.8份；PPS ：990～995份；粘合剂：0.2～0.6份。
一种测力传感弹性复合材料，由以下组份及重量比组成，其中：17-4PH沉淀型不锈钢：1.5份；PPS ：993份；粘合剂：5.5份。
所述的粘合剂为厌氧聚酯胶，如乐泰?2422粘合剂等适用于金属类粘合材料。
一种测力传感弹性复合材料的制作方法，包括如下步骤：
a、将17-4PH沉淀型不锈钢采用纳米技术处理成结晶中分散准晶粒，并按上述重量份比与PPS、粘合剂混合放入到容器中；
b、加热容器并进行搅拌混合溶液，使温度达到360℃；
c、从容器中转入密闭的注射成型容器腔内，并由保温恒温装置保温在360℃，通过对容器内加压使得腔内压力达到6.3Mpa，此时混合溶液体形成几乎无位错的超细晶液体，其具有较高的位错密度，使缺陷保持其原始状态，而此热处理效应中时通过再结晶而形成了极细的晶粒组织，其为纳米晶粒组织，使成型品既具有极高的强度又具有优良的塑性。
d、开启成型容器腔的注射出口，通过压力注入到圆筒型腔内挤出成型，之后置于室内环境下空冷。
进一步，该制作方法还包括将空冷后型材放置于温度为－196℃为液氮中保持3小时做时效处理，取出放置在频率120~130HZ/in范围内的振动装置上做时间振动应力消除工艺，持续时间为36小时，之后根据力传感器的肌体结构，加工成所需的力传感器肌体产品。
进一步，所述的步骤了了b中加热过程中加温速率2℃/min达到300℃后，再保温4小时，再升温到360℃保温3小时，此过程升温速率2℃/min，同时加热过程中开启容器中的自动搅拌装置进行搅拌。
进一步，所述的晶粒组织的粒径为二百纳米～三百纳米。
本发明加工成型的力传感弹性复合材料不但具有极高的强度，还具有优良的塑性和绝缘性，与现有全金属材质传感材料相比，能大大提高力传感器肌体产品的性能。
具体实施方式
实施例：一种测力传感弹性复合材料，由以下组份及重量比组成，其中：17-4PH沉淀型不锈钢：1.2～1.8份；PPS ：990～995份；粘合剂：0.2～0.6份。进一步，优选为17-4PH沉淀型不锈钢：1.5份；PPS ：993份；粘合剂：5.5份。17-4PH沉淀型不锈钢采用纳米技术处理成结晶中分散准晶粒。所述的粘合剂为厌氧聚酯胶，如乐泰?2422粘合剂等适用于金属类粘合材料。
一种测力传感弹性复合材料
A：材料成分：0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）沉淀型不锈钢
其化学成分
C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Nb
≤0.07 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.035 ≤0.030 3.00～5.00 15.5～17.5 - 3.00～5.00 0.15～0.45 其 他-
将本质材料采用纳米技术处理成结晶中分散准晶粒。
B：材料成分PPS（聚苯硫醚工程塑料）（英文名Polyphenylene Sulfide）
PPS的主要性能
◆[耐热性]PPS具有优异的耐热性，其熔点超过280℃，在1.8MPa负荷下的热变形温度在260℃以上，长期使用温度为220-240℃。
◆[阻燃性]PPS树脂本身就具有很好的阻燃性，无需加入阻燃剂即可达到UL94-0级和5-V级（无滴落），且燃烧过程中发烟量很低。
◆[机械性能]纯PPS树脂的机械强度不算高，经玻璃纤维或碳纤维增强或矿物填充之后，其强度和刚性成倍增加，并具有优异的耐蠕变性和耐疲劳性。表面硬度高，洛氏硬度>100HR,拉伸强度>170MPa，弯曲强度>220MPa，缺口冲击强度〉16MPa，弯曲模量>3.5×104，
◆[耐化学品性]PPS耐化学药品性能极好，仅次于聚四氟乙烯，在200℃以下不溶于任何有机溶剂，除强氧化性酸以外，对无机酸、碱和盐类的抵抗性极强。且对各种辐射也很稳定。
◆[尺寸稳定性]PPS树脂经复合后其成型收缩率很低，小于0.0025%，吸收率小于0.05%，线性热膨胀系数也小。在高温、高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性。
◆[电气特性]PPS的电绝缘性和介电强度很好，在高温、高湿、高频条件下仍具有优良的电性能，其体积电阻率为1×1016Ω.cm，表面电阻率为1×1015Ω，电气强度>18KV/mm.
◆[加工性能]PPS树脂的流动性很好，可用各种方法加工成型，经纤维增强或填充后，仍可注塑成型复杂和薄壁制件。
◆[与金属和非金属粘接性]PPS特别对玻璃、铝、钛、不锈钢等具有非常高的粘结强度，附着力达到1级。对玻璃的粘结性能好，极宜作化工设备的衬里。
采用纳米技术处理成结晶中分散准晶粒，具有优异的高温强度、塑性、韧性和抗磨。
Ｃ：材料成分粘合剂
本发明具体的制作方法：
1、将0.15%的A原料+99.3%的B原料+0.55%的C原料，放入到加热容器中； 2、开启容器中的自动搅拌装置，进行搅拌，同时启动加热容器的加热装置开始加热，在加热过程中加温速率2℃/min；
3、温度达到300℃后，再保温4小时，再升温到360℃，此过程升温速率2℃/min，同时加热过程中开启容器中的自动搅拌装置，进行搅拌；
4、温度达到360℃保温3小时，同时加热过程中开启容器中的自动搅拌装置，进行搅拌；
5、从加热容器中转入密闭的注射成型容器腔内（并由保温恒温装置保温在360℃），通过对容器内加压，使得腔内压力达到6.3MPa，并保持腔内温度恒定；此时混合溶液体形成几乎无位错的超细晶液体，其具有较高的位错密度，使缺陷保持其原始状态，而此热处理效应中时通过再结晶而形成了极细(粒径只有二三百纳米)的晶粒组织，这要比原始晶粒小几百倍，这就大大提高了这一材料的强度，这样就形成了纳米晶粒与粗晶粒的混合组织，最终产品既具有极高的强度又具有优良的塑性。
6、之后开启成型容器腔的注射出口，通过压力注入到圆筒型腔内挤出成型，之后置于室内环境下空冷。
7、将空冷后型材放置于液氮(温度为一196℃)中保持3小时做时效处理，取出放置在频率120~130HZ/in范围内的振动装置上做时间振动应力消除工艺，持续时间为36小时。
8、之后根据力传感器的肌体结构，加工成所需的力传感器肌体产品。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (7)
1.一种测力传感弹性复合材料，其特征在于由以下组份及重量比组成，其中：17-4PH沉淀型不锈钢：1.2～1.8份；PPS ：990～995份；粘合剂：0.2～0.6份。
2.根据权利要求1所述的一种测力传感弹性复合材料，其特征在于：17-4PH沉淀型不锈钢：1.5份；PPS ：993份；粘合剂：5.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种测力传感弹性复合材料，其特征在于：所述的粘合剂为厌氧聚酯胶。
4.权利要求1至3所述的测力传感弹性复合材料的制作方法，包括如下步骤：
a、将17-4PH沉淀型不锈钢采用纳米技术处理成结晶中分散准晶粒，并按上述重量份比与PPS、粘合剂混合放入到容器中；
b、加热容器并进行搅拌混合溶液，使温度达到360℃；
c、从容器中转入密闭的注射成型容器腔内，并由保温恒温装置保温在360℃，通过对容器内加压使得腔内压力达到6.0Mpa～6.5Mpa，此时混合溶液体形成几乎无位错的超细晶液体，其具有较高的位错密度并保持原始状态，而此热处理效应中时通过再结晶而形成晶粒组织，其为纳米晶粒组织，使成型品既具有极高的强度又具有优良的塑性；
d、开启成型容器腔的注射出口，通过压力注入到圆筒型腔内挤出成型，之后置于室内环境下空冷。
5.权利要求4所述的测力传感弹性复合材料的制作方法，其特征在于，还包括将空冷后型材放置于温度为－196℃为液氮中保持3小时做时效处理，取出放置在频率120～130HZ/in范围内的振动装置上做时间振动应力消除工艺，持续时间为36小时，之后根据力传感器的肌体结构，加工成所需的力传感器肌体产品。
6.根据权利要求4所述的一种测力传感弹性复合材料的制作方法，其特征在于：步骤b中加热过程中加温速率2℃/min达到300℃后，再保温4小时，再升温到360℃保温3小时，此过程升温速率2℃/min，同时加热过程中开启容器中的自动搅拌装置进行搅拌。
7.根据权利要求4所述的一种测力传感弹性复合材料的制作方法，其特征在于：步骤c中所述的晶粒组织的粒径为二百纳米～三百纳米。
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Legal Events
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Denomination of invention: Force-measuring sensing elastic composite material and preparation method thereof Effective date of registration: 20151201 Granted publication date: 20130925 Pledgee: Fujian Straits bank, Limited by Share Ltd, Quanzhou science and Technology Branch Pledgor: Fujian Hengjin Kebo Measurement & ControlCo., Ltd. Registration number: 2015350000096 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20180130 Granted publication date: 20130925 Pledgee: Fujian Straits bank, Limited by Share Ltd, Quanzhou science and Technology Branch Pledgor: Fujian Hengjin Kebo Measurement & ControlCo., Ltd. Registration number: 2015350000096 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Force-measuring sensing elastic composite material and preparation method thereof Effective date of registration: 20190124 Granted publication date: 20130925 Pledgee: Fujian Straits bank, Limited by Share Ltd, Quanzhou science and Technology Branch Pledgor: Fujian Hengjin Kebo Measurement & ControlCo., Ltd. Registration number: 2019350000012 |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 362005 Changtai North Road, Jiangnan high tech electronic information industrial park, Licheng District, Xiamen City, Fujian Province Patentee after: Fujian Hengjin Technology Co.,Ltd. Address before: 362000, No. 59-61 odd tree road, Jiangnan tree industry area, Licheng District, Fujian, Quanzhou Patentee before: FUJIAN HENGJIN KEBO MEASUREMENT CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 362005 Changtai North Road, Jiangnan high tech electronic information industrial park, Licheng District, Quanzhou City, Fujian Province Patentee after: Fujian Hengjin Technology Co.,Ltd. Address before: 362005 Changtai North Road, Jiangnan high tech electronic information industrial park, Licheng District, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: Fujian Hengjin Technology Co.,Ltd. |