通过3D微CT分析,将液体金属复合材料中的粘度和滴状微结构联系起来

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 软物质物理学 软物质物理学
• 复合材料 复合材料 复合材料

背景情况:

• 液体金属 (LM) 复合材料结合了软机器人,可穿戴设备和灵活电子产品应用的合规性,导电性和功能.
• 了解加工对微观结构的影响对于实现这些材料的全部潜力至关重要.
• 滴滴大小,分散和沉积是控制LM复合材料性能的关键微观结构特征.

研究的目的:

• 为了研究未经固化复合材料的质性质如何影响弹性体内液体金属 (LM) 微结构的形成.
• 建立复合材料的复合学,微观结构的演变,和最终的材料特性之间的联系.
• 为处理LM复合材料提供设计指南,并为增强功能设备性能提供量身定制的微观结构.

主要方法:

• 运用了风学测量来描述未经固化复合材料的粘度.
• 微计算机断层扫描 (microCT) 图像被用于对LM滴滴群体进行定量3D表征.
• 系统地变化LM体积分数和蒸发的重量分数,以及行星混合,允许隔离质学的作用.

主要成果:

• 微CT分析提供了对不同复合成分的滴滴大小分布,空间分散和沉行为的统计评估.
• 在聚合物固化过程中LM滴滴沉积的建模使微观结构均性的预测成为可能.
• 通过修改微观结构,在缩时显著增加电导率 (约为10^5x).

结论:

• 复合类风学从根本上决定了由此产生的LM微观结构.
• 该研究提供了通过处理参数控制微结构的设计框架.
• 这些发现促进了对功能设备的先进LM复合材料的开发,这些复合材料具有增强的电气和机械性能.