一种应用在刹车片磨损监控上的线缆的制作方法

本发明属于刹车片磨损监控上的线缆，具体涉及一种应用在刹车片磨损监控上的线缆。

背景技术：

1、随着现代生活水平不断提高，生活节奏不断加快，出现了应用方便、对环境依赖度低的自发电设备。现有的自发电设备通常利用材料的压电特性。如2006年，美国佐治亚理工学院研究人员在纳米尺度范围内将机械能转换成电能，研制出世界上最小的发电机-纳米发电机。纳米发电机的基本原理是：当纳米线在外力下动态拉伸时，纳米线中生成压电电势，相应瞬变电流在两端流动以平衡费米能级。传统压电传感器是平板薄膜型，近年来随应用需求，出现了压电电缆。压电电缆采用同轴设计，当压电电缆被压缩或拉伸时，会发生压电效应，从而产生正比于压力的电荷或者电压信号，以提供工作电压。压电传感器是利用压电材料受力后产生的压电效应制成的传感器，已经广泛用于声学、医疗、工业、交通、安防等众多领域，正逐步改变人们的生活和工作方式，成为社会发展的趋势。物体和物体之间相互进行摩擦，就会使一方带上负电，另一方带上正电，由于物体间摩擦产生的电叫作摩擦电。摩擦电是自然界最常见的现象之一，但是因为很难收集利用而被忽略。如果能够将摩擦电应用到压力感应电缆中，势必会给人们的生活带来更多的便利。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，所述线缆包括电极芯层1、绝缘层2、第二导电层31，32和保护层4；所述第二导电层包括第二导电电极层31和第二导电层空腔32；

2、和/或，所述第二导电层包括第二导电电极层32和第二导电层空腔31。

3、作为优选方案，所述电极芯层1为单芯结构或多芯绞合结构；

4、和/或，所述电极芯材料为金属或合金；

5、和/或，所述金属为金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钼、钨或钒；

6、和/或，所述合金为铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；

7、和/或，所述电极芯层多芯绞合结构采用节径比为6~12和根数为7~25的单芯。

8、作为优选方案，所述绝缘层2的厚度为0.8~50µm；

9、和/或，所述绝缘层的材料选自压敏材料；

10、和/或，所述压敏材料为压敏陶瓷材料。

11、作为优选方案，所述保护层4的厚度大于或等于0.9mm；

12、和/或，所述保护层的材料选自聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、氟塑料、聚氯乙烯、聚全氟乙丙烯、尼龙、聚烯烃、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡胶、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰亚胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物eva、热塑性硫化橡胶tpv、热塑性聚氨酯弹性体橡胶tpu、三元乙丙橡胶epdm或热塑性橡胶tpr、聚对苯二甲酸乙二醇酯pet、聚四氟乙烯ptfe、聚二甲基硅氧烷pdms、聚偏氟乙烯、聚酯纤维、氟化乙烯丙烯共聚物中的任意一种。

13、作为优选方案，所述第二导电层31，32中的第二导电电极层31为环状波浪形状，一侧紧密包裹着绝缘层2；另一侧为波浪状，和保护层形成第二导电层空腔32；

14、和/或，所述第二导电层31，32的材料为金属或合金；

15、和/或，所述合金为金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钼、钨或钒；

16、和/或，所述合金为铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；

17、和/或，所述金属或合金为单根呈横截面为半圆形或椭圆形。

18、该处的第二导电层可以是单根半圆形或半椭圆形的金属或合金环绕绝缘层而成，也可以是根据所需提前将第二导电层压制成波浪状，进一步再环绕绝缘层而成，以上制备方法本领域技术人员可以根据实际所需进行制备。

19、作为优选方案，所述压敏陶瓷材料制备方法包括以下步骤：

20、s1：将碳化硅、氟化石墨烯、硼酸锌和酚醛树脂加入到球磨机中，进行球磨、烘干。

21、s2：将s1得到的产物过200~300目筛，然后在烧结制得压敏陶瓷。

22、s3：将压敏陶瓷和乙烯-聚四氟乙烯共聚物按照质量比1:0.8~1.5混合制得厚度0.5~6μm，宽度为2~10mm的抗拉型压敏材料，绕包在电极芯层。

23、本发明研究人员发现，采用本发明的压敏陶瓷材料的线缆相比较其他压敏材料在采用该种结构时所展现出的性能更好，本发明人员猜测可能是由于该压敏陶瓷材料的氟化石墨烯同时具有的二维、三维结构和乙烯-聚四氟乙烯共聚物易形成分子氢键作用等的原因。

24、进一步地，所述碳化硅的粒径为0.1～0.6μm；

25、和/或，所述氟化石墨烯的粒径为0.5～3μm；

26、和/或，所述硼酸锌的粒径为1～5μm。

27、进一步地，所述球磨过程中球磨转速为200~500r/min；球磨时间为1~6h；

28、和/或，所述烘干温度为80~100℃；烘干时间为10~20h。

29、进一步地，所述碳化硅、氟化石墨烯、硼酸锌和酚醛树脂的重量比为（2~4）：（0.03~0.09）：（0.02~0.07）：（0.1~0.3）；

30、和/或，所述烧结温度为1800~2000℃；所述烧结时间为1~4h。

31、与现有技术相比较，本发明还具有以下有益效果：

32、1、本发明中，采用第二导电层为环形波浪形状的且和在该层具有一定的空隙，该种结构具有更加优异的压力敏感性，相比较现有技术中没有空隙的第二导电层的线缆，其对外界所受到的压力等感受更加灵敏的同时，还能够有效避免受压不均匀而导致线缆不能发挥作用。

33、2、本发明中，所采用的压敏陶瓷材料中氟化石墨烯由于存在sp2结构的同时还具有sp3结构，具有一定的欧姆电阻线性特征和碳化硅的导电机理不相同，两者起到优势互补的的特点；而且结合以上线缆的结构，在具有空隙的第二导电层下设置该压敏陶瓷材料有效提升线缆的压感灵敏性。

技术特征：

1.一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述线缆包括电极芯层（1）、绝缘层（2）、第二导电层（31，32）和保护层（4）；所述第二导电层包括第二导电电极层（31）和第二导电层空腔（32）；

2.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述电极芯层（1）为单芯结构或多芯绞合结构；

3.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述绝缘层（2）的厚度为0.8~50µm；

4.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述保护层（4）的厚度大于或等于0.9mm；

5.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述第二导电层（31，32）中的第二导电电极层（31）为环状波浪形状，一侧紧密包裹着绝缘层（2）；另一侧为波浪状，和保护层形成第二导电层空腔（32）；

6.根据权利要求3所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述压敏陶瓷材料制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述碳化硅的粒径为0.1～0.6μm；

8.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述球磨过程中球磨转速为200~500r/min；球磨时间为1~6h；

9.根据权利要求1所述的一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，其特征在于，所述碳化硅、氟化石墨烯、硼酸锌和酚醛树脂的重量比为（2~4）：（0.03~0.09）：（0.02~0.07）：（0.1~0.3）；

10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种用于力传感器的线缆，其特征在于，所述线缆应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道或医疗领域。

技术总结
本发明公开了一种应用在刹车片磨损监控上的线缆，所述线缆包括电极芯层（1）、绝缘层（2）、第二导电层（31，32）和保护层（4）；所述第二导电层包括第二导电电极层（31）和第二导电层空腔（32）。所述电极芯层（1）为单芯结构或多芯绞合结构；所述第二导电层（31，32）中的第二导电电极层（31）为环状锯齿形状，一侧紧密包裹着绝缘层（2）；另一侧为波浪状，和保护层形成第二导电层空腔（32）；所述保护层（4）的厚度大于或等于0.9mm；所述绝缘层（2）的厚度为0.8~50µm；所述绝缘层的材料选自压敏陶瓷材料。本发明所述线缆应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道或医疗领域。

技术研发人员：黄振,席学浩,刘毅华
受保护的技术使用者：广州恒星传导科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15