注極條件對(duì)全氟聚合物THV駐極體的電荷存儲(chǔ)及壓電性能的影響研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微型電子設(shè)備體積越來(lái)越小，功耗越來(lái)越低，且需要長(zhǎng)時(shí)間獨(dú)立工作，它們所需要的能源也發(fā)生了一些變化。傳統(tǒng)的供電方式無(wú)法有效地為微型電子設(shè)備提供能量。駐極體式微型發(fā)電機(jī)可以有效收集存在于周?chē)h(huán)境中的結(jié)構(gòu)振動(dòng)能，可為小型、低功耗電子設(shè)備供電，但對(duì)其研制處于起步階段，其輸出功率尚無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需求。要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是需要表面電荷密度高、穩(wěn)定性好的高性能駐極體材料。本文在綜述現(xiàn)有駐極體材料研究成果的基礎(chǔ)上研究了四氟乙烯、六氟

2、丙烯、偏氟乙烯三元共聚物TH V駐極體的電荷存儲(chǔ)性能和壓電性能，并探究了四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯不同組分比對(duì)TH V薄膜駐極體性能的影響。本文的主要研究?jī)?nèi)容與取得的結(jié)果如下：
　?。?）采用高溫熔融熱壓方法制備了四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯不同組分比的THV221、THV500和THV815薄膜材料。
　?。?）研究了熱極化溫度對(duì)THV薄膜駐極體的電荷存儲(chǔ)性能的影響。結(jié)果表明，THV221的電荷存儲(chǔ)性能較差；對(duì)THV50

3、0和TV815而言，極化溫度在熔點(diǎn)附近時(shí)電荷存儲(chǔ)性能較好，極化溫度偏離熔點(diǎn)較大時(shí)電荷存儲(chǔ)性能明顯下降。
　　（3）研究了熱極化電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì) THV薄膜駐極體的電荷存儲(chǔ)性能的影響。結(jié)果表明，在不同極化電場(chǎng)條件下，不同組分比的THV呈現(xiàn)不同的電荷存儲(chǔ)性能。對(duì)THV221而言，任何極化電場(chǎng)條件下，表面電位很低。對(duì) THV500而言，均形成同號(hào)電荷駐極體，極化電場(chǎng)在8-10MV/m之間時(shí)，THV500的電荷存儲(chǔ)性能最佳。對(duì) THV815而言

4、，極化電場(chǎng)大于等于25MV/m時(shí)，形成同號(hào)電荷駐極體，電荷存儲(chǔ)性能較好；極化電場(chǎng)降至15MV/m以下時(shí)，形成異號(hào)電荷駐極體，在11M V/m達(dá)到最佳。
　　（4）研究了熱極化充電方法形成的THV材料的壓電性能。結(jié)果表明，THV221和THV500具有良好的壓電特性，THV815壓電性能較差。THV221的壓電系數(shù)d33最高可達(dá)235pC/N，THV500最高可達(dá)330pC/N，而THV815最高僅為30pC/N。
　　（5）

5、熱極化溫度對(duì)THV221和THV500薄膜駐極體壓電性能的影響研究表明，壓電性能與極化溫度有明顯的相關(guān)性。在熔點(diǎn)以下，熱極化溫度越高，THV221和 THV500壓電系數(shù)越高，接近熔點(diǎn)時(shí)達(dá)到最高。
　?。?）在不同極化電場(chǎng)下對(duì)THV221和THV500的研究結(jié)果表明，壓電系數(shù)隨極化電場(chǎng)的增加而增加。當(dāng)極化電場(chǎng)達(dá)到8.1MV/m時(shí)，THV221壓電系數(shù)達(dá)到最高；當(dāng)極化電場(chǎng)高于10MV/m后，THV500壓電系數(shù)達(dá)到最高且基本保持恒定