分享到:

铁电共聚物P(VDF-TrFE)的性能和换能器的模拟研究

最近发现,铁电高分子共聚物P(VDF_x-TrFE_(1-x)(50≤x≤80)薄膜在经一定电子束辐照处理后,可得到大的电致伸缩应变,而且其弹性应变能密度也很高。结合聚合物固有的其他特点,使得辐照处理的P(VDF-TrFE)共聚物在机电应用领域具有广泛的应用前景。本文综合运用多种微观、宏观分析手段,研究经电子束辐照处理后P(VDF_(0.80)-TrFE_(0.20))薄膜的微观结构、化学键合方式、最大纵向应变、介电、压电和铁电等宏观物理性能;分析、确立微观结构和宏观物理性能间的内在联系和变化规律;利用X射线等手段,研究了亚稳相在温度、电场驱动下的可逆相变行为,探讨了P(VDF-TrFE)辐照后产生大应变的主要原因,并给出相关的微观和宏观理论解释。另外,由压电盘和两个金属壳组成三明治结构的弯张换能器(FlextensionalTransducer)在低频大功率电声发射器的应用引起了人们的广泛兴趣。其中Moonie驱动器及在此基础  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

电子辐照铁电共聚物P(VDF-TrFE)及超声传感器的研究

虽然压电陶瓷超声传感器已经发展的非常成熟,但以聚合物为工作单元的超声传感器技术亟待开发和研制。铁电聚合物PVDF及其共聚物因独特的压电和铁电特性,在宽带水听器和超声成像等方面具有其他材料不可替代的开发应用潜力。而经过高能电子辐照的P(VDF-TrFE)共聚物具有巨电致伸缩效应,开辟了这类材料在大应变机电传感器和驱动器方面的应用前景。正是基于上述原因,本论文从实验和理论两个方面,利用X-射线、示差扫描量热法(DSC)、介电常数和电滞回线测量等手段,系统全面的研究了经高能电子辐照的共聚物P(VDF-TrFE)80/20mol%和56/44 mol%的结构特性河池豫现象;同时,利用热释电系数和热激退极化电流(TSDC)的测量研究了它们的热电效应。在实验基础上,通过一系列压电双晶片探头的制作和附加装置的设计,合理地分析了影响聚合物电致伸缩系数测量装置的因素,研究了进一步提高装置灵敏度和可靠性的手段。在传统压电陶瓷超声传感器的基础上,结合...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

《石油化工》2017年06期
石油化工

PMMA/P(VDF-TrFE)共混体系的介电储能性能

近年来,偏氟乙烯(VDF)与三氟乙烯(Tr FE)共聚物(P(VDF-Tr FE))因具有优异的铁电、压电、热释电等性能而受到人们的广泛研究[1-2]。这些性能的产生与共聚物中特殊的分子链构象以及分子链堆积方式密切相关。在纯聚偏氟乙烯(PVDF)中,分子链可以形成3种不同的构象(TTTT,TGTG’,T3GT3G’),各自堆积后形成3种基本结晶晶型,即α,β,γ晶型。这3种晶型的性能具有明显差异[3],其中只有β晶型的PVDF具有铁电、压电等性能,α晶相最稳定。P(VDF-Tr FE)是半晶型高分子,其分子内部包括结晶相和非晶相两部分。晶区的极化基本为可逆极化,而非晶区的极化松弛耗时久,能耗较大[4]。为降低较高的剩余极化,通常采用物理和化学方法对P(VDF-Tr FE)进行改性,如高能电子束照射、引入第三单体等[5]。关于P(VDF-Tr FE)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混改性的研究主要集中在结晶和介电行为方面,而关于该...  (本文共5页) 阅读全文>>

《南通大学学报(自然科学版)》2017年03期
南通大学学报(自然科学版)

铁电聚合物P(VDF-TrFE)纳米结构阵列的构筑及其在有机聚合物太阳能电池中的应用

聚合物太阳能电池具有成本低、柔性好、易于大面积制备等优点,然而在光电转化效率上却不及传统无机太阳能电池,如何提高聚合物太阳能电池的效率成为研究人员面临的一项重要挑战[1-2].合成新型聚合物材料是解决此类问题时常用的一种重要手段,例如:李永舫课题组合成的富勒烯衍生物IC60BA成功地将器件光电转化效率提高到了6.48%[3];Park等人利用PCDTBT和PCBM共混得到了效率为6.1%的电池器件[4].另一方面,通过优化器件结构也能提高器件的性能,如:Chen等人通过将P3HT进行图案化处理,增大了给受体材料的接触面积,使P3HT/PCBM双层膜太阳能电池效率从0.82%提高到了2.4%[5];Zhang等人利用软压印技术获得了图案化的聚合物电极,有效增加了电极与活性层的接触面积,使器件效率提高了33%[6].近年来,利用铁电聚合物来提高太阳能电池效率的方法也相继被报道[7-11].P(VDF-Tr FE)拥有良好的化学稳定性...  (本文共6页) 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

给受体型噻吩吡啶共聚物的合成及掺杂性能研究

聚噻吩及其衍生物作为一类重要的共轭聚合物,由于具有良好的环境热稳定性、分子链结构可控以及电荷在分子链间容易传输等优势而成为有机太阳能电池材料的主要用材之一。本文采用格氏试剂法,以2,5-二溴-3-己基噻吩和2,5-二溴吡啶为原料,以Ni(dppp)Cl_2为催化剂,合成了3-己基噻吩-co-吡啶共聚物(P3HT-co-PY),由红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(1H-NMR)鉴定其结构。对聚合工艺条件的研究表明,聚合温度为50℃,反应时间为8h,催化剂用量为0.8%eq mol时聚合的产率最高,为34%,且共聚物具有较高的分子量以及较窄的分子量分布。与均聚3-己基噻吩相比,共聚物的溶解性及热稳定性能均显示出更优性能。通过改变共聚单体比例调控共聚物能级、亲和能等电化学性能的研究表明,共聚物长链中噻吩/吡啶的摩尔比为2:1时(记为P2),热稳定性最好,其最大热分解速率温度达567℃;对其紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及荧光发...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

二氧化碳共聚物应用材料产业链发展路径研究

低碳经济发展模式为二氧化碳共聚物材料产业带来了发展的契机。二氧化碳聚合物材料是以二氧化碳为主要原料经化学方法合成而制得的绿色高分子材料,其将二氧化碳化害为利变废为宝,可完全生物降解,是节省和替代石油资源的重要绿色生态材料;二氧化碳基共聚物从原料采集、产品制造、使用或者再生循环利用以及废料处理等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害,具有资源和能源消耗少、对生态和环境污染小、再生利用率高的特点,全方位对环境友好,是21世纪性能优越的环境友好型核心研究材料。本文用到的研究方法主要是文献研究,理论研究和实证研究。文献研究主要是收集与二氧化碳共聚物发展相关的行业资料,整合现有的理论文献资料。通过对这些资料的阅读与分析,形成对二氧化碳共聚物应用材料,相关行业以及国家相关政策的理解。然后通过阅读书籍与文献,学习价值链理论、产业链理论、价值网络理论。最后,以金源北方科技发展有限公司为例进行实证研究,采取实地调查与数据采集相结合的方式,分...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>