驻极体的研究及应用

本文简要介绍了驻极体的涵义和其多种驻极方法,以及驻极体的多方面的重要用途。最后,作者结合自身的对于驻极体材料的研究工作对驻极体的研究和发展中的一些问题作了讨论。     

聚酰亚胺薄膜驻极体性能的湿敏效应

本文以杜邦公司的聚酰亚胺市售商品膜为样品，通过等温表面电位衰减测量及热激放电电流谱分析，讨论了环境湿度对聚酰亚胺薄膜驻极体电荷贮存寿命的影响，利用热脉冲技术研究了不同环境湿度下聚酰亚胺驻极体的沉积电荷平均电荷重心的移规律，研究结果指出：聚酰亚胺驻极体性能具有突出的温敏效应，其电荷贮存能力随环境相对湿度的上升而下降，注入电荷的平均浓度随注极时相对湿度提高而明显地向体内迁移。     

驻极体声传感器及其储电材料的现状

综述了驻极体声传感器及其储电材料近年来的迅猛发展。传统的FEP(tetrafluoroethylene—hexa—fluoropropylene copolymer)极体电容式声传感器及以铁电聚合物PVDF(poly vinylidene fluoride)家族为芯片的声传感器和超声抉能器仍焕发着青春活力。Si基微型驻极体声传感器的理论和实验研究已经日趋成熟，而用空间电荷型多孔聚合物驻极体压电薄膜为芯片可望研制出新一代声电和电声传感器、压力传感器和驱动器。     

聚合物驻极体衰减规律的探索过程

介绍了中国有关驻极体基本规律的探索,取得了一系列原创性公式：驻极体短路TSC的表达式、结晶聚合物中的跳跃电流公式、结晶聚合物驻极体分别在室温段和高温段等温放电的行为方程、ECM的使用寿命及其中的驻极体电阻率的估算。     

硅基驻极体微型声-电传感器的研究现状

综述了近20年来硅传感器研究工作的现状与进展。硅微型传声器具有小尺寸（振膜面积约为1mm^2量级），由于极薄的振膜厚度（＜1μm）导致其低振动灵敏度，优感单元的可集成化和传感器与放大器的一体化工艺，以及由于应用刻蚀工艺的器件制作的低成本等优点。     

PVDF/PMN-PZT复合驻极体薄膜及其特性

采用流延法制备了ＰＶＤＦ／ＰＭＮ－ＰＺＴ两相３－０型柔性复合驻极体薄膜，研究了其形成与结构，探讨了电晕注极技术，以及复合驻极体的介电、压电与电荷存贮效应与机理。该柔性复合驻极体薄膜厚５０～１５０μｍ，压电应变常数ｄ３３为３５～４５ｐＣ／Ｎ，相对介电系数εｒ为６０～８０，寿命≥５５年。     

驻极体单指向性传声器研究

驻极体传声器目前主要是民用,单指向性驻极体传声器设计与生产的关键在于内部相移网络的控制。将声学原理图与电路处理方法相结合,建立了指向性驻极体传声器的理论模型,并对仿真结果和实测结果进行了对比,结果表明所建立的模型能较好地预测传声器的性能。     

热处理使高聚物薄膜驻极体改性的研究

本文讨论了热处理(包括高温电晕充电,常温电晕充电后的老化(或退火),以及充电前的淬火)对高聚物薄膜驻极体材料的电荷贮存稳定性的影响。根据固体介质的能级理论和从热处理引起材料物性变化的角度,阐明了热处理对驻极体材料改性的结构根源。     

简述驻极体传声器的频响特性

1传声器频响传声器除灵敏度和等效噪声级主要电参数之外,还有一个非常重要特性,就是它的频率响应特性。传声器的核心之一是传声器专用管。传声器管的某些电参数,基本上都是根据传声器的特殊需要而设定的。如传声器管的频响△Gvf,输出电压增益Gv,减电压特性△Gvv,等效输出噪声电压Vno等,甚至于基本测试电路、测试条件都一样。国内在制订传声器管的标准时,又是完全照搬日本三洋公司2SK596的产品说明书中标称的规范值。如三洋公司规定传声器管的△Gvf小于1dB。国内也要求△Cvf必须小于这个数值。在生产传声器过程中,其频响特性是…     

驻极体传声器声学特性的分析

本文分析了压强式驻极体传声器内在的物理参数和几何参数对传声器声学特性的影响。通过这些分析,我们可以合理选择有关参数,来设计不同用途的传声器。     

PT／P（VDF—TrFE）中聚合物基体对压电效应的贡献

用压力脉冲法研究了在钙掺杂ＰＴ（钛酸铅）陶瓷粉末与Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）（偏氟－三氟乙烯共聚物）复合材料中ＰＴ粉末与聚合物基体对于总的压电效应的贡献。实验结果表明，在此类复合型压电材料中，聚合物基体对于整体压电性的作用是不可忽视的，而且，陶瓷粉末与聚合物基体对于整体压电性的贡献恰好是相互抵消的。     

压电复合材料PT－P（VDF／TeFE）的静水压压电性

用热轧辊机制备了压电复合材料ＰＴ－Ｐ（ＶＤＦ／ＴｅＦＥ），并利用ＬＣＲ电桥和Ｂｅｒｌｉｎｃｏｕｒｔ电路分别测量了其介电常数和压电常数，实验结果表明它具有良好的静水压压电特性。最后讨论了该复合材料在水听器中的应用     

近场静电纺丝制备P(VDF TrFE)压电纤维

采用近场静电纺丝法制备了P（VDF TrFE）（聚偏氟乙烯PVDF和三氟乙烯TrFE的共聚物）压电纤维,研究了不同的电纺工艺参数对纤维直径和形貌的影响。结果表明,近场静电纺丝法的工艺参数对纤维形貌特征有决定性影响。其中,P（VDF TrFE）电纺溶液的质量浓度对纤维的形成起决定性因素,当P（VDF TrFE）电纺溶液质量比小于12%时,液滴下落过程中溶液中的溶剂挥发速度不够,导致电纺工作时溶液沉积到衬底前无法呈纤维状;在合适的驱动电压范围内,施加的电压越大,纤维直径越细;同样,采集器的移动速度越快,纤维的直径越细;电纺获得的P（VDF TrFE）纤维直径可达（0.7~12） μm。此外,根据P（VDF TrFE）自身的压电特性,给以纤维一定的弯曲形变,测试了电纺丝法制备的P（VDF TrFE）纤维是否产生极化。实验结果表明,原位制备的纤维未能表现出明显的压电性。     

High‐Performance Piezoelectric,Pyroelectric, and Triboelectric Nanogenerators Based on P(VDF‐TrFE) with Controlled Crystallinity and Dipole Alignment

Poly(vinylidenefluoride‐co‐trifluoroethylene) (P(VDF‐TrFE)), as a ferroelectric polymer, offers great promise for energy harvesting for flexible and wearable applications. Here, this paper shows that the choice of solvent used to dissolve the polymer significantly influences its properties in terms of energy harvesting. Indeed, the P(VDF‐TrFE) prepared using a high dipole moment solvent has higher piezoelectric and pyroelectric coefficients and triboelectric property. Such improvements are the result of higher crystallinity and better dipole alignment of the polymer prepared using a higher dipole moment solvent. Finite element method simulations confirm that the higher dipole moment results in higher piezoelectric, pyroelectric, and triboelectric potential distributions. Furthermore, P(VDF‐TrFE)‐based piezoelectric, pyroelectric, and triboelectric nanogenerators (NGs) experimentally validate that the higher dipole moment solvent significantly enhances the power output performance of the NGs; the improvement is about 24% and 82% in output voltage and current, respectively, for piezoelectric NG; about 40% and 35% in output voltage and current, respectively, for pyroelectric NG; and about 65% and 75% in output voltage and current for triboelectric NG. In brief, the approach of using a high dipole moment solvent is very promising for high output P(VDF‐TrFE)‐based wearable NGs.     

PZT/P(VDF-TrFE)复合材料的静电纺丝制备及其特性

自行搭建了静电纺丝平台,制备了锆钛酸铅陶瓷粉末与聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)复合材料纳米纤维膜。使用扫描电子显微镜观测了纳米纤维膜的表面形貌特征,使用X线衍射检测了纳米纤维膜中聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相。探究了锆钛酸铅陶瓷质量分数对纳米纤维直径的影响和对其内聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相影响。实验结果表明,使用静电纺丝法制备锆钛酸铅陶瓷粉末与聚偏氟乙烯三氟乙烯复合材料膜时,考虑到纳米纤维的形貌质量与纺丝过程的难易度,合适的锆钛酸铅陶瓷粉末质量分数应为4%。     

钛酸铅系薄膜的热释电性能及其应用

叙述了钛酸铅系薄膜的热释电原理，介绍了国际上近几年钛酸铅系薄膜材料、制备工艺及热释电性能，并与块状陶瓷材料进行了比较，分析表明钛酸铅系薄膜具有优良的热释电性能及可观的应用前景。     

P(VDF/TrFE)聚合物薄膜光波导的实验研究

采用棱镜耦合法和偏振反射技术研究了Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）聚合物薄膜光波导特性。配制适当重量比浓度的Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）溶液,通过提高极化时的温度,可制成均匀透明的极化聚合物薄膜平面波导。Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）成膜后薄膜内部的晶界与晶粒对于其光学性质的影响可以获得较大改善。样品用旋涂法制备。研究了制备工艺对光学特性的影响。     

Piezoelectricity enhancement of P(VDF/TrFE) by X-ray irradiation

Organic electronics is becoming more and more important because the low level of fabrication and deposition complexity even at large scale makes it a good candidate for future low cost technological product development. P(VDF-TrFE) is a co-polymer of special interest due its ferroelectric property enabling usage in re-programmable non-volatile organic memory and magnetoelectric sensors. Piezo force microscopy (PFM) provides access to the technologically relevant ferroelectric polarisability and its remanent polarization via imaging of the piezoelectric property. Here we use PFM to show that piezoelectric response of a P(VDF-TrFE) film can be enhanced by up to 260 % after soft X-ray irradiation. This enhancement correlates with morphological change of part of the film, from amorphous to crystalline. An optimal irradiation dose is found above which the film gets eroded and the piezoelectric response gets lowered.     

锰掺杂(Bi0.5 Na0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的热释电性

研究了溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺制备的锰掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3系陶瓷的热释电性能。研究发现,该系列材料具有优良的热释电性,适量锰的掺杂可有效降低材料的介电常数和介电损耗,从而进一步提高材料的热释电电压响应优值和热释电探测优值。对于Sol-Gel工艺制备的(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 x%Mn(x=0~0.4,质量分数)陶瓷,x=0.1~0.2范围内材料的热释电性能较好,主要的热释电参数:热释电系数p≈3.1×10-4~3.9×10-4Cm-2K-1,电压响应优值FV≈1.9×10-13~2.0×10-13Cm/J,探测优值FD≈3.3×10-11~3.8×10-11Cm/J。