基于GEM模型的炭黑/硅橡胶拉伸传感器的工作原理分析

缪伟¹，黄英^1,2，李锐琦¹，刘秀梅¹，蔡文婷¹，高峰¹

1. 合肥工业大学电子科学与应用物理学院2. 中国科学院合肥智能机械研究所

摘 要：分析了电阻率和电阻几何系数对基于炭黑/硅橡胶的力敏导电橡胶的"正拉力-电阻特性"（positivetensile coefficient of resistance,PTCR）的影响程度,揭示了力敏导电橡胶拉伸过程的电阻变化机理。在一定拉伸范围内（40%）,当导电填料用量处在渗流区中心时,电阻率的增大是引起PTCR效应的主要原因。随着导电填料用量的增大,电阻几何系数的增大成为引起PTCR效应的主要原因。在某一特定导电填料范围内,力敏导电橡胶的"正拉力-电阻特性"还与拉伸长度有关。拉伸长度较小时,电阻几何系数的增大在PTCR效应中占主导;拉伸长度较大时,电阻率的增大在PTCR效应中占主导。

关键词：电阻率;电阻几何系数;炭黑/硅橡胶;GEM模型;拉伸传感器;