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.     

聚丙烯孔洞型铁电驻极体薄膜的压电性研究

利用准静态法和激光干涉法测量正、逆压电d33系数,研究了经压力膨化处理的聚丙烯孔洞型铁电驻极体薄膜压电系数的压强和频率特性及其热稳定性.结果表明,聚丙烯薄膜经压力膨化处理后,其压电性能改善的原因是:压力膨化处理既能有效地降低孔洞膜的弹性模量Y,又能增强其储电能力.聚丙烯孔洞膜的压电d33系数在激励信号压强为0.2～4kPa的范围内基本保持恒定,但当其值高于4kPa时,d33系数出现了明显的下降.聚丙烯孔洞膜的压电d33系数随频率上升而下降(即从0.001Hz时的1200pC/N降低到其机械共振频率附近时的350pC/N),是与材料的弹性模量Y随频率的上升而增加直接相关.对不同工艺参数制备的样品,其机械共振频率位于150～400kHz范围内.实验结果还表明:聚丙烯孔洞膜的压电d33系数的热稳定性与非孔洞型聚丙烯驻极体薄膜的电荷储存热稳定性相近.     

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.     

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。     

化学改性对气体压力膨化孔洞聚丙烯膜的压电热稳定性和机电性能的影响

通过压电d33系数等温衰减测量、热刺激放电（TSD）技术及介电谐振谱分析，研究了孔洞PP原膜及其化学改性膜在经历相同的压力膨化和热处理工艺后的压电热稳定性和机电性能。对比性地研究了90℃膨化和RT膨化对孔洞PP膜压电热稳定性和机电性能的影响。结果表明：化学改性及热膨化工艺改善了孔洞PP膜的压电热稳定性和机电性能，且90℃膨化改性膜比RT膨化改性膜具有更好的压电热稳定性和机电性能。     

温度和湿度对聚四氟乙烯多孔驻极体膜压电活性稳定性的影响

研究了具有开放性孔洞的聚四氟乙烯(voided polytetrafluoroethylene,PTFE)多孔膜和PP蜂窝膜(polypropylene cellular)的驻极体行为和压电活性的温度效应。研究结果指出：和PP蜂窝膜驻极体相比．PTFE多孔膜驻极体呈现出突出的电荷储存和压电活性的温度稳定性;研究了这类稳定性的驻极体和材料的结构根源。PTFE多孔薄膜驻板体这种压电活性的温度稳定性主要依赖于这类驻极体材料电荷储存及材料的本征性能(如力学性质等)的温度稳定性。实验结果还说明：PTFE多孔膜突出的压电系数温度稳定性使它大大扩展了以包括PP在内的空间电荷型多孔膜研制的压电功能元器件的耐温要求。本文还讨论了环境因素(如相对湿度)对这类功能膜压电活性的影响,分析了环境湿度对压电活性影响的结构根源。     

辐照交联聚丙烯压电功能膜的机电性能

研究了基于辐照交联聚丙烯（XPP）的压电驻极体功能膜的机电性能。利用介电谐振谱测定了XPP膜的弹性模量;通过准静态方法测量了该功能膜的压电系数d33及其压强特性曲线;对压电相应的时域谱进行了分析;最后讨论了该功能膜的力学疲劳特性。结果表明XPP压电驻极体膜的弹性模量为1.3MPa,压电系数d33在10～100kPa的压强范围内都具有良好的线性度;时域谱揭示了XPP膜的粘流特性;XPP膜的输出电压和压力呈现良好的线性关系;经历60万次的循环力载荷,压电系数d33没有明显的变化。     

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.     

压力膨化处理和充电方法对PP蜂窝膜压电性的影响

以压力膨化技术处理改性商用SHD50型聚丙烯蜂窝膜(PP Cellular),它们的压电 d33 系数可达193pC/N,比未经处理的样品提高了约 2 个数量级。利用点电晕充电,接触法充电和动态压电 d33系数测量研究了上述2种不同充电方法对 SHD50 膜压电性的影响。     

微结构PDMS压电俘能器设计与特性研究

设计了一种具有三明治结构的微结构驻极体膜,采用旋涂、"软刻蚀"等工艺,结合氧等离子体键合、恒压电晕放电技术,以铜网作为电极,摸索出完整的工艺流程,制作了基于微结构PDMS驻极体的柔性压电俘能器。测量了驻极体膜的压电系数以及力-电特性。结果显示,微结构PDMS压电俘能器的压电系数(d33)为25pC/N;在5N周期性压力下,最大能够产生1.98Vpp的开路电压;驻极体膜的谐振频率为32Hz,且产生的电压与受到的压力呈线性关系。