Mechanical and electrical characterization of elastomer based pressure sensors containing graphene filler material under cycled load.

Abstract

Grafen(GrF) katkılı elastomer esaslı basınç sensörleri (PgS) iki aşamada elde edilmiştir. Bu malzemeler SEM cihazında analiz edilerek dolgu malzemelerinin dağılımı ile direnç arasındaki etkileşimi incelenmiştir. PgS’lere, farklı deplasman değerleri için çevrimli yüklemeler uygulanarak, numunelerin iç yapısına bağlı direnç değerlerinde oluşan değişiklikler gözlemlendi. Matris içindeki iletken dolgu malzemesinin yüzey alanı, mekanik özellikleri ve dağılım şekli PgS’lerin iletkenliğini belirlemektedir. Basınç-Direnç ilişkisine bağlı olarak dirençteki azalma ve iletkenlikteki artış, 3 mm sıkıştırmada daha yüksektir. GrF katkılı PgS’lerin direnç değişimi yükün bir fonksiyonu olarak değişkenlik göstermektedir.. Uygulanan kuvvet artışı ile bir miktar direnç artsa da, yükün dolgu malzemesine aktarılması sonucu direnç düşme eğilimindedir. PgS’lere, 1mm, 2mm ve 3mm’lik deplasmanlarda çevrimli yükleme-boşaltma testleri yapılmış, sırasıyla 85 N, 273 N ve 805 N sıkıştırma kuvvetleri elde edilmiştir. En yüksek direnç değeri 3 mm sıkıştırma sonucunda 5,29Ex06 Ω olarak tespit edilmiştir. Çalışmamızda PgS’nin bu eşsiz özelliğinden yararlanarak hava süspansiyon körüklerinin ikincil süspansiyon elemanı olan sönümleme takozu üzerine uygulaması ile yaptığımız testlerde, körüğün çalışma şartları ile ilgili tahminler yapılmıştır.