[发明专利]低温行星球磨NaCl颗粒及其制法和多孔柔性传感器

说明书

一种低温行星球磨NaCl颗粒及其制法和多孔柔性传感器，属于无机材料制备和航空用多孔柔性传感器技术领域。低温行星球磨NaCl颗粒的制备方法采用低温球磨，通过控制球磨条件，得到高产出率、表面钝化的低温行星球磨NaCl颗粒，将其应用在制备多孔柔性传感器上，从而使得石墨烯基多孔柔性传感器孔径均匀，并且微隧道连接，能够提高传感器的压力敏感性。且NaCl易溶于水又不与柔性基材反应，在制备多孔柔性传感器时可以完全去除，绿色无污染。

技术领域

本发明具体涉及一种低温行星球磨NaCl颗粒及其制法和多孔柔性传感器，是一种低温行星球磨NaCl颗粒制备技术和制备的低温行星球磨NaCl颗粒在石墨烯基多孔柔性传感器制备过程中的应用，属于无机材料制备和航空用多孔柔性传感器技术领域。

背景技术

航空用多孔柔性导电聚合物复合材料是飞机结构健康检测设备的重要材料，在医疗和健康监测等领域具有广阔的应用前景。随着具有柔性和可拉伸特性的新型压阻材料的发展，它们在航空结构和可穿戴电子设备的健康监测系统领域引起了广泛的关注。石墨烯，碳纳米管等新型增强材料的开发，让国内外研究人员看到了多孔柔性复合材料传感器的发展机会。随着电子皮肤、健康检测等对柔性器件的需求与要求都大大增加，高压力敏感性、高稳定性，适用于更多环境的柔性压力传感器也开始不断地问世。在航空航天领域中，飞行器可靠性主要就是由飞机健康监测和飞机维修来保证，而多孔柔性薄膜传感器是检测飞机机身和蒙皮等结构状态的重要检测工具，压力敏感性是反应柔性复合材料传感器性能的一个最重要的指标，它表明传感器性能的高低，决定其工作效率和测量精准度。而多孔柔性复合材料由于具有一定的内部空间，使其具有更高的环境变化相应，微小的感知变化都可以通过信号传导出来。

目前，许多学者对改善柔性传感器的压力敏感性进行了深入研究并取得了一定的成果。随着技术的进步，具备更高压力敏感性的多孔PDMS(聚二甲基硅氧烷)被人们开发出来，有望成为一种具备极高应用价值的绝缘介电层。孔结构可以通过PDMS膜中的可溶性颗粒发生溶解或通过反应形成气体而得到。而多孔传感器对孔径的要求十分严格，必须达到微通道、颗粒小且均匀。人工物理筛选的过程耗时且耗能，并且在整个过程中由于空气湿度、温度、盐碱性不同，会直接导致微溶。筛子磨损也会导致孔径不均匀，容易产生较大的实验误差。直接影响传感器导电稳定性。受压时，不同位置孔径大小不同，压力敏感性存在很大差异。现有技术中，采用的可溶性颗粒均为无机盐颗粒，因为NaCl经济实惠，材料易得，易于操作，并且绿色无污染的优点，无机盐颗粒倾向选择NaCl颗粒。而现有的无机盐颗粒的制备方法多采用物理研磨筛选法，比如手动研磨法、普通球磨法和蒸汽侵蚀法，这些方法的物产率较低，耗时长，半径不均，受空气湿度温度影响较大，不利于实现高效、快速的制备NaCl颗粒，极大程度阻碍了后续多孔柔性传感器的研究。

因此，本发明提出了一种工艺简单，成本低廉，适合工业化生产，且可以在控制低温环境下制备高产出率、表面钝化且可应用于生成微隧道效应的NaCl颗粒的新方法，并将该制备的NaCl用于制备石墨烯基多孔柔性传感器，提高其压力敏感性，避免了因孔径不均匀产生的缺陷。

发明内容

针对现有技术中，制备NaCl颗粒现多采用物理研磨筛选法，其物产率较低，耗时长，半径不均，受空气湿度温度影响较大的技术问题，本发明提供了一种低温行星球磨NaCl颗粒及其制法和多孔柔性传感器，采用低温行星球磨法制备的NaCl颗粒，具有高产出率、表面钝化的特点，可应用于石墨烯基多孔柔性传感器上，起到孔洞间微隧道连接的作用。采用该NaCl颗粒对石墨烯-PDMS复合材料膜进行多孔处理，得到的多孔柔性石墨烯-PDMS复合材料膜，因为NaCl颗粒均匀，形成的微隧道作用，使得制备的多孔柔性材料其孔径之间仅仅是点对点接触，且NaCl易溶于水又不与柔性基材反应，故可以完全去除，生活中常用且绿色无污染。

本发明的一种低温行星球磨NaCl颗粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：装料

将NaCl放入行星球磨机中的球磨罐中，球磨罐中加入研磨球，密封；球料质量比为：研磨球：NaCl＝(20～40)：1；