张晓青
,
王飞鹏
,
黄金峰
,
夏钟福
,
沈军
,
周斌
,
安振连
功能材料
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.
关键词:
聚丙烯孔洞铁电驻极体
,
压电性
,
压力膨化处理
张晓青
,
黄金峰
,
王飞鹏
,
夏钟福
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2007.06.006
报道了提高孔洞结构压电驻极体膜压电活性的新方法.该方法是在对已膨化处理的压电驻极体薄膜再进行一次膨化处理,通过调节薄膜的力学性能来进一步优化材料的压电活性.结果表明,将聚丙烯(PP)压电驻极体薄膜进行二次膨化处理后,其压电活性比一次膨化的:PP薄膜提高约40%.这是因为薄膜在真空蒸镀电极过程中导致的厚度减小能够通过二次膨化工艺得到恢复,而厚度的增加可以有效地降低材料的杨氏模量,从而使薄膜的压电系数d33增加;两次膨化温度对压电系数d33均有影响,并且相互联系;通过选择合理的一次和二次膨化工艺参数(例如100℃和45℃)能够获得稳定的高压电系数压电驻极体膜.
关键词:
二次膨化
,
孔洞结构聚合物
,
压电性
,
驻极体
王飞鹏
,
夏钟福
,
吴越华
,
邱勋林
功能材料
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.
关键词:
驻极体
,
偶极子
,
双层膜
,
压电性
夏钟福
,
邱勋林
,
王飞鹏
,
吴越华
,
马珊珊
功能材料
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多孔薄膜驻极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.
关键词:
多孔聚四氟乙烯膜
,
聚丙烯蜂窝膜
,
驻极体
,
压电性
,
温度稳定性
,
湿度效应
邱勋林
,
夏钟福
,
吴越华
,
王飞鹏
,
张冶文
,
功能材料
通过不同条件下的正负电晕充电,等温表面电位衰减测量,热刺激放电(TSD)电流谱分析和热脉冲技术,首次研究了偏氟乙烯(VDF)和三氟氯乙烯(CTFE)共聚物P(VDF/CTFE)的驻极体性质,结果指出:共聚物驻极体的空间电荷热稳定性明显优于PVDF;TSD谱分析说明这种材料驻极体也是极性驻极体,即体内同时包含有偶极和空间电荷.本文还对样品的正负电晕充电后的电荷储存稳定性做了对比;研究了材料的能阱分布,确定了样品在不同温度电晕充电时平均电荷重心的迁移规律.
关键词:
偏氟-三氟氯乙烯共聚物
,
驻极体
,
偶极子
王飞鹏
,
夏钟福
,
安振连
,
吴越华
,
沈军
功能材料
通过栅控恒压负电晕充电、等温表面电位衰减测量、热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge,TSD)电流谱分析、电荷TSD和压电d33系数测量等方法,首次研究了将旋涂在基片上的含一定溶剂的聚偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))薄膜与多孔聚四氟乙烯薄膜均匀压合形成的多孔PTFE/P(VDF-HFP)双层复合膜系的驻极体性质.从多孔PTFE面充电的双层膜具有较从P(VDF-HFP)面充电优异的多的电荷热稳定性.使用介电谐振谱测量的双层膜的压电d33系数(31pC/N)是传统的铁电聚合物材料PVDF相应值(15 pC/N)的2倍左右.
关键词:
多孔PTFE
,
P(VDF-HFP)
,
驻极体
,
压电性
赵学童
,
任路路
,
廖瑞金
,
李建英
,
王飞鹏
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150184
采用固相法合成了CaCu3Ti4O12陶瓷,研究了氧化气氛热处理对其显微结构和介电性能的影响.结果表明,氧化气氛热处理后,CaCu3Ti4O12陶瓷的介电常数略微下降,介电损耗角正切值得到有效抑制,降至0.03～0.04.在183～273 K温度范围内,CaCu3Ti4O12陶瓷总的介电损耗可以分解成低频电导损耗和高频的两个弛豫损耗峰,氧化气氛热处理后低频电导损耗的贡献下降较为明显.对CaCu3Ti4Oi2陶瓷的晶粒、晶界进行阻抗分析,发现在393 K时晶界电阻值从1.8×104Ω增大到8.6×104 Ω.伏安特性(J-E)结果表明氧化气氛热处理使CaCu3Ti4O12陶瓷的击穿场强和非线性系数分别从226V/mm、3.52上升到397 V/mm、4.51,晶界势垒高度从0.56 eV增大到0.63 eV.
关键词:
CaCu3Ti4O12陶瓷
,
氧化气氛
,
介电性能
邱勋林
,
夏钟福
,
王飞鹏
功能材料
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.
关键词:
PP蜂窝膜
,
压电性
,
压力膨化技术
,
复合膜系
邱勋林
,
夏钟福
,
王飞鹏
材料导报
聚丙烯(PP)孔洞膜可呈现高达1000pC/N的准静态压电d33系数,是久负盛名的铁电聚合物PVDF相应系数的50倍以上,可和压电陶瓷相媲美.基于国内外最新研究成果,综述了PP孔洞膜的制备技术、极化方法、压电活性以及可能的应用前景.
关键词:
聚丙烯孔洞膜
,
制备技术
,
极化方法
,
压电活性
