介电弹性体致动器(DEA)

将纳米级到微米级的介电填料集成到弹性体基体中形成介电复合材料是提高介电弹性体驱动器( DEAs )性能的常用方法之一，钛酸钡( BaTiO3 )正是为此目的而被广泛应用的铁电填料之一；然而，钛酸铜钙CaCu3Ti4O12 ( CCTO )具有优于此类常规填料的潜力。尽管CCTO基介电复合材料具有良好的性能，但其应用于DEA的研究程度相对较低。特别地，复合材料具有较小的颗粒加载范围，而击穿强度和非线性弹性等关键DEA性质在文献中很少涉及。因此，本研究将CCTO与聚二甲基硅氧烷( CH3 ) 3SiO [ Si ( CH3 ) 2O ] nSi ( CH3 ) 3 ( PDMS )，Sylgard 184配对，以全面了解粒子负载和尺寸对DEA应用中重要的介电性能的影响。通过综合考虑材料的杨氏模量、介电常数和击穿强度的优值( FOMs )来描述复合材料的性能。通过FOMs确定铁电填料的最佳用量，使复合DEA性能最大化。最后，通过对预拉伸CCTO-复合材料DEA的机电测试，验证了其性能优于纯弹性体DEA，且由于复合材料的非线性，与预测结果存在偏差。

由于极低的介电常数，硅基介电弹性体驱动器( DEA )需要由很高的电压触发，从而承受电击穿和蠕变破裂的风险。为了解决这一问题，将聚二甲基硅氧烷( PDMS )包复的炭黑( PCB )颗粒填充到富乙烯基硅烷的有机硅( VRS )中，得到了具有增强机械和绝缘性能的PCB / VRS杂化薄膜。当PCB含量为5.82   vol %时，复合薄膜的杨氏模量和介电常数比纯薄膜分别提高了613 %和244 %。PDMS的封装有效地阻止了相邻PCB颗粒形成导电网络，PCB / VRS复合材料的击穿强度提高了63.31   V / μm，介电损耗降低了0.078，有利于DEA的工作。在7.14   V / μm较低的电场激励下，与纯DEA相比，混合DEA表现出更好的面外驱动：弯曲振幅1.91倍，面应变2.79倍，力输出4.35倍。

由于极低的介电常数，硅基介电弹性体驱动器( DEA )需要由很高的电压触发，从而承受电击穿和蠕变破裂的风险。为了解决这一问题，将聚二甲基硅氧烷( PDMS )包复的炭黑( PCB )颗粒填充到富乙烯基硅烷的有机硅( VRS )中，得到了具有增强机械和绝缘性能的PCB / VRS杂化薄膜。当PCB含量为5.82   vol %时，复合薄膜的杨氏模量和介电常数比纯薄膜分别提高了613 %和244 %。PDMS的封装有效地阻止了相邻PCB颗粒形成导电网络，PCB / VRS复合材料的击穿强度提高了63.31   V / μm，介电损耗降低了0.078，有利于DEA的工作。在7.14   V / μm较低的电场激励下，与纯DEA相比，混合DEA表现出更好的面外驱动：弯曲振幅1.91倍，面应变2.79倍，力输出4.35倍。