紫外线对多孔聚四氟乙烯驻极体压电性能的影响

将恒压电晕充电的多孔聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)驻极体置于不同强度的紫外线下,研究紫外线对多孔PTFE驻极体压电活性的影响,探讨多孔PTFE医疗产品采用紫外消毒的可能性.研究结果指出(1)常温下,多孔PTFE驻极体的准静态压电系数d33随充电时间的延长而增加,并呈现出线性区、非线性区和饱和区三个区间,多孔PTFE驻极体的压电活性主要依赖于这类材料的电荷储存能力.(2)医用紫外线辐照对多孔PTFE的准静态压电系数d33的影响甚微.(3)多孔PTFE驻极体的d33随紫外辐照时环境湿度的提高而有下降,环境湿度越大,d33的下降越多.(4)紫外线辐照适合聚四氟乙烯医用驻极体产品的消毒.     

多孔PTFE/FEP复合驻极体膜的压电性研究

本文报道采用高温熔融粘合工艺和电晕注极方法制备了由多孔PTFE/FEP复合而成的空间电荷驻极体压电膜.根据Kacprzyk等人提出的复合驻极体膜的压电模型,结合等温表面电位衰减和压电系数衰减测量结果,研究了制备工艺对复合膜压电活性的影响.结果表明压电效应的大小不仅取决于捕获在材料中电荷密度的大小,还与被捕获电荷在材料中的存在形式和分布有关.     

P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体特性

通过栅控恒压电晕充电,等温表面电位衰减测量．电荷TSD(charge TSD)和热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge．TSD)电流谱分析,首次研究了以聚四氟乙烯(PTFE)为基的偏氟、四氟乙烯和六氟丙烯三元共聚物P(VDF—TFE—HFP)构成的双层膜的驻极体性质。TSD电流谱分析说明这种复合驻极体材料是极性驻极体,即体内同时包含有空间电荷和有序取向的偶极电荷。实验结果还指出：通过对双层膜系的PTFE面充电形成的驻极体的空间电荷热稳定性明显优于传统的铁电聚合物驻极体PVDF。适当提高充电温度和充电后的等温老化储存可以改善电荷稳定性,由于该三元共聚物的高弹性柔量(顺度)和双层膜拥有的优良电荷储存能力,其压电活性高于PVDF．     

微孔结构氟聚合物铁电驻极体的制备及其热稳定性研究

描述了一种微孔结构氟聚合物铁电驻极体的制备方法，利用准静态方法测量了该功能膜的压电系数如，并通过等温衰减和热刺激放电电流谱的测量研究了凼，的热稳定性。结果表明，这类氟聚合物铁电驻极体膜的准静态压电系数d33与热压时间有关；与聚丙烯（PP）压电驻极体膜相比较，氟聚合物压电驻极体膜不但具有更高的压电活性，而且呈现更优良的热稳定性。     

微孔结构交联聚丙烯驻极体的储电性研究

压电驻极体是以双极性空间电荷驻极体为基体的新一类人工微结构压电功能材料,其压电性能与基体材料的储电性有直接关系.采用等温表面电位衰减测量和开路热刺激放电实验方法,研究了经热压处理的交联聚丙烯(XPP)膜中电荷储存稳定性和电荷动态特性.结果表明,XPP中正电荷的储存稳定性强于负电荷;在老化温度低于90℃时,经过5120min时间老化,正电晕充电样品的表面电位仍然能够维持在初始表面电位的90%以上,而负电晕充电样品却低于86%;热激发脱阱的负空间电荷在驻极体内电场的作用下迁移的过程中大部分被更深的能阱捕获,即脱阱电荷的榆运规律受快再捕获效应控制.     

孔洞结构聚丙烯铁电驻极体薄膜的压电性研究

为了提高孔洞结构聚丙烯(cellular PP)铁电驻极体的压电性能,采用高压气体膨化技术对材料进行了改性处理,并利用准静态和干涉仪测量方法,对经处理的cellular PP铁电驻极体薄膜的压电效应进行了研究.结果表明:气体膨化工艺能够明显提高cellular PP铁电驻极体薄膜的压电活性:这种突出的压电活性源干膨化膜杨氏模量Y的降低和电极化能力的提高;压电系数d33随频率的增加呈现下降趋势:从0.01 Hz下的1200 pC/N降低到共振频率附近的350 pC/N;对于不同参数处理的样品,它们的共振频率在150～400 kHz;大多数样品的d33在0.2～10 kPa的范围内没有明显的变化,但是高于10 kPa,d33随之下降;cellular PP铁电驻极体薄膜d33的热稳定性与非孔洞型PP驻极体薄膜的电荷储存热稳定性相当.     

单层及多层PP蜂窝膜驻极体的压电性

经压力膨化处理后,以正逆压电系数d33测量研究了一种经无栅电晕充电的国产商用聚丙烯蜂窝膜(cellular PP,商品名PQ50)驻极体的压电性.经过优化工艺参数压力膨化处理后的PQ50蜂窝膜呈现600pC/N以上的准静态压电系数,这一量值约为PVDF相关系数的40倍.而通过将单层PQ50蜂窝膜驻极体粘贴形成合理的多层结构,得到的复合膜系压电系数d33高达2010pC/N,约为PZT压电陶瓷相应系数的3倍.从而为拓宽这类新一代的非极性孔洞聚合物压电功能膜应用领域,推动其应用进程提供了一定的理论和技术依据.     

氟聚合物复合膜驻极体对大肠杆菌的抑制作用

探讨多孔聚四氟乙烯(PTFE)/氟化乙丙烯共聚物(FEP)复合膜驻极体的制备和储电性,以及该复合膜驻极体对大肠杆菌的抑制作用。首先通过辊压工艺制备出不同开孔率PTFE/FEP复合膜,利用电晕极化工艺使复合膜成为驻极体,然后利用等温表面电位衰减和开路热刺激放电电流谱的测量表征驻极体中电荷的存储稳定性,最后观察了驻极体膜对大肠杆菌的抑制作用。结果表明,对于相同开孔率的PTFE薄膜,PTFE的厚度越大,复合膜系的电荷储存稳定越好。经过开路热刺激放电(TSD)后,复合膜系中剩余的深阱电荷量约占总电荷量的47%。对于相同厚度的PTFE薄膜,开孔率大的复合膜系的电荷储存稳定性优于开孔率小的复合膜系,这是因为大开孔率导致脱阱电荷迁移途径增长的缘故。作用48h,复合膜驻极体对浓度为100cfu/mL大肠杆菌溶液的抑菌率可达96%。     

PVDF/PTFE双层复合驻极体膜的制备及压电性

基于利用PTFE优异的电荷储存性能，诱导和稳定PVDFβ相的形成以提高复合材料的压电性的思想，采用旋涂工艺和电晕放电方法制备了PVDF/PTFE复合驻极体压电膜，借助压电系数和表面电位测量相结合的方法，研究了制备工艺对复合膜驻极体性能的影响，并结合XRD衍射分析，研究了结晶形态与压电性的关系．结果表明复合膜d33压电系数最高达75pC/N，明显优于PVDF单层膜，其原因与复合膜电荷存储能力的提高及复合膜PVDF微晶中β相含量的增加有关．     

PTFE多孔膜和典型薄膜驻极体电荷贮存寿命的比较研究

利用等温表面电位衰减和开路热刺激放电电流谱的测量等方法。系统地研究了经单向拉伸而形成孔径为１～５ｕｍ,孔度为５０％的聚四氟乙烯多孔膜的空间电荷贮存稳定性,并与在同等实验条件下的高ｃｌａｒＰＣＴＦＥ和ＫａｐｔｏｎＰＩ这４种典型驻极体材料的电荷贮存寿命进行了对比研究。结果显示,ＰＴＦＥ多孔膜较ＰＴＦＥ和ＦＥＰ等驻极体材料有更优异的负电荷贮存稳定性,其常温负电荷的电荷贮存寿命可达１０＾３ａ以上。     

Si基多孔SiO2薄膜的驻极体性能

通过控制制备工艺条件和充电参数,利用相应条件下样品的等温表面电位衰减,开路热刺激放电电流谱等。考察了利用溶胶－凝胶（sol-gel)方法制备的Si基多孔SiO2薄膜的驻极体性能,分析了各种工艺参数与蓦主极体性质之间的联系,同时利用Gauss拟合及初始上升法对薄膜驻极体的电荷阱深度进行了估算,实验结果表明,反应物中水的含量对薄膜驻极体的陷阱分布具有调节作用,估算出负电晕充电SiO2薄膜驻极体电荷的活化能为0．3 eV和1．0eV;环境湿度对电荷储存稳定性有一定的影响,降低栅压可以提高SiO2薄膜驻极体的电荷储存稳定性。     

Piezoelectricity of single- and multi-layer cellular polypropylene film electrets

The piezoelectricity of a pressure-treated cellular polypropylene (PP) (commercially available, trade name PQ50) film electret was studied by the measurement of direct- and inverse-piezoelectric d₃₃ coefficient. The sample expanded with optimal parameters has a quasi-static piezoelectric d₃₃ coefficient of more than 600 pC/N, which is about 40 times as high as that of polyvinylidene fluoride (PVDF). In addition, the hybrid multi-layer system, which properly combines single-layer cellular PP film electrets, shows a quasi-static piezoelectric sensitivity of as high as 2010 pC/N. This is around three times higher than that of well-known lead zirconate titanate (PZT) ceramics. The results are theoretically and technically helpful to promote the application of cellular PP film electrets.     

Comparison and electrical modeling of new polymeric cellular electrets

A new family of cellular polymers-that, upon appropriate charging, reveals interesting piezoelectric properties-has been developed recently. Its major characteristic is thermal stability up to high temperatures, which broadens the potential field of application. These materials become electrets upon charging under high levels of electric field. Investigation of charging mechanisms is fundamental to reach optimization of electret and piezoelectric properties. This paper presents results and considerations relevant to contact charging of these new materials, pointing out the relation between partial discharge and space charge formation, as well as time and temperature stability of electret properties. The concepts of threshold for partial discharge inception and space charge accumulation, the modeling of avalanches in cavities, and the rate of charge generation are exploited trying to explain charging mechanism and, therefore, they provide useful indication for optimization of material manufacturing.     

空间电荷聚合物驻极体材料的压电效应

自20世纪70年代空间电荷驻极体压电性概念被提出以来,开发新的聚合物压电材料一直是驻极体界研究的热点.这类材料的压电效应产生机制与传统的极性聚合物压电材料不同,是由于空间电荷在机械应力的作用下非对称性地向电极移动所致.本文从理论和实验两方面,对具有闭合型或开放型空洞结构和"软"、"硬"复合有机聚合物驻极体压电膜的研究现状进行了综述,并对进一步开展这类材料的研究提出了看法.     

Si基多孔 SiO2薄膜驻极体电荷储存稳定性

通过控制溶胶－凝胶（sol-gel)工艺条件,利用相应条件下样品的红外光谱,等温表面电位衰减,开路热刺激放电电流谱等,考虑了Si基多孔SiO2薄膜驻极体体内沉积的空间电荷的储存稳定性,分析了各种工艺参数与薄膜驻极体性质之间的联系。实验结果表明,反应物中水含量对簿膜驻极体的电荷储存稳定性及陷阱分布有一定的影响;烧结温度和时间对电荷的储存稳定性的影响较大。     

Piezoelectricity of single-and multi-layer cellular polypropylene film electrets

The piezoelectricity of a pressure-treated cellular polypropylene (PP) (commercially available, trade name PQ50) film electret was studied by the measurement of direct-and inverse-piezoelectric d ₃₃ coefficient. The sample expanded with optimal parameters has a quasi-static piezoelectric d ₃₃ coefficient of more than 600 pC/N, which is about 40 times as high as that of polyvinylidene fluoride (PVDF). In addition, the hybrid multi-layer system, which properly combines single-layer cellular PP film electrets, shows a quasi-static piezoelectric sensitivity of as high as 2010 pC/N. This is around three times higher than that of well-known lead zirconate titanate (PZT) ceramics. The results are theoretically and technically helpful to promote the application of cellular PP film electrets. Translated from Journal of Functional Materials, 2006, 37(2): 207–209 [译自: 功能材料]     

用于微机电系统的SiO2/Si3N4驻极体的制备及电荷稳定性

驻极体微型发电机是近期提出的微电子机械系统开发中的一个新领域,驻极体电荷稳定性则是影响驻极体微型发电机性能的关键.用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备SiO2/ Si3N4双层膜,采用电晕充电和热极化方法对材料进行注极形成驻极体,探讨了器件加工工艺及存储环境对双层膜驻极体电荷稳定性的影响.结果表明,电晕充电后SiO2/ Si3N4双层膜的电荷存储稳定性明显优于SiO2单层膜;传统的电晕注极方法仅适用于大面积驻极体的制备,但对微米量级的材料表面不适用;微器件制备的工艺流程对驻极体电荷稳定性有显著影响,但存储环境对热极化驻极体电荷稳定性的影响很小.