1.一种柔性压力传感器,其特征在于:
包括绝缘外壳、微流道柔性导线层、压力敏感层;
所述微流道柔性导线层设置在绝缘外壳内,所述微流道柔性导线层的中心设有“回”型流道,所述微流道柔性导线层的数量为两组,所述“回”型流道内填充液态金属;所述压力敏感层位于两组微流道柔性导线层中间,所述压力敏感层与两组“回”型柔性微流道柔性导线对应位置设有凹槽,凹槽内填充柔性压敏材料。
2.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器,其特征在于:所述液态金属为镓基液态金属。
3.一种柔性压力传感器的制造方法的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)制备导电复合3D打印材料;
2)制备镓基液态金属;
3)制备柔性压力传感器:设计柔性压力传感器的模型,利用3D打印机,开始打印柔性压力传感器;使用注射器将步骤2)制得的液态合金注入柔性传感器的微流道,作为器件的柔性导线;待合金液在流道内充型后,使用热熔胶与杜邦线对注射口进行封装后完成。
4.根据权利要求3所述的一种柔性压力传感器的制造方法的制造方法,其特征在于:述步骤1)中,制备导电复合3D打印材料具体为:
1.1)称取导电填料、热塑性聚氨酯粉末置于干燥箱中,在60~80℃下烘干除去水分;
1.2)将粉体放入高速混合机中进行预混合,共混3~10min,得到粉末原料;
1.3)将粉末原料缓慢投入单螺杆或双螺杆挤出机中,熔融共混温度设定:180~200℃,螺杆转速:20~40r/min,冷却水温度:25℃,牵引速度:10~200cm/min,得到直径为1.75mm或者3.0mm的线状功能材料3D打印耗材,供3D打印机使用。
5.根据权利要求4所述的一种柔性压力传感器的制造方法的制造方法,其特征在于:所述导电填料可以是碳纳米管、石墨、炭黑、中间相炭微球的一种或者几种填料的任意比例混合填料。
6.根据权利要求5所述的一种柔性压力传感器的制造方法的制造方法,其特征在于:所述导电填料填充量为5~60%。
7.根据权利要求3-6任一所述的一种柔性压力传感器的制造方法的制造方法,其特征在于:所述步骤2)制备镓基液态金属具体为:
2.1)将镓锭放入60℃真空干燥箱中加热3h转化为液态,然后按照镓、铟、锡质量比称好原料,加到洁净的石墨坩埚内,移入气氛炉中;
2.2)利用真空泵将炉内抽真空至0~-80Pa,再通入氩气,保证气氛炉内压力稳定在5~
10Pa,加热温度500℃保温1h;
2.3)冶炼完成后待冷却至室温,取出坩埚倒入聚四氟乙烯瓶中封装待用。
8.根据权利要求7所述的一种柔性压力传感器的制造方法的制造方法,其特征在于:步骤3)制备柔性压力传感器包括:
3.1)利用三维制图软件设计柔性压力传感器的模型,将文件保存为*.stl格式并导入至3D打印机自带的模型切片软件,并在软件内设定打印参数,最后将切片文件导入至双喷头3D打印机;
3.2)工作时,将柔性导电3D打印材料和普通柔性打印材料分别装入打印机两个喷头,调整3D打印机参数后,开始打印柔性压力传感器;
3.3)打印完成后,使用注射器将步骤2)制得的液态合金注入柔性传感器的微流道,作为器件的柔性导线;
3.4)待合金液在流道内充型后,使用热熔胶与杜邦线对注射口进行封装,弯曲并甩动器件确保流道内部液态合金无外渗。