【摘要】：隨著人工智能和生物智能的不斷發(fā)展,對(duì)柔性熱釋電材料提出了更高的要求。柔性熱釋電材料兼具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、柔性、薄膜化、價(jià)格低廉等眾多優(yōu)點(diǎn),在熱釋電領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展。本文以柔性聚偏氟乙烯(PVDF)熱釋電材料為主體,研究不同材料摻雜后復(fù)合材料熱釋電性能的變化,并對(duì)制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。主要的研究工作如下:(1)以PVDF為主體材料,鈦酸鋇(BT)為復(fù)合添加相,研究了BT的結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明以改性BT納米線為摻雜物的1-3型復(fù)合薄膜性能最好。通過(guò)XRD、FTIR和D-E曲線表明,該1-3型復(fù)合薄膜中的β相含量最高,剩余極化強(qiáng)度最大;改性后的BT納米線有助于復(fù)合材料β相的生成,主要是由于聚多巴胺和PVDF分子鏈之間氫鍵作用,誘導(dǎo)PVDF中的α相轉(zhuǎn)變成β相,從而達(dá)到β相增多的效果。不過(guò)復(fù)合材料的相對(duì)介電常數(shù)和介電損耗都變大,而且降低了PVDF薄膜本身的抗擊穿特性,優(yōu)質(zhì)因子等指標(biāo)也有所下降。(2)以PVDF為主體材料,鉭酸鋰(LT)為復(fù)合添加相,研究了LT對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響。SEM分析表明,復(fù)合薄膜表面孔洞很多。FTIR和D-E曲線測(cè)試結(jié)果表明該復(fù)合薄膜α相和β相含量基本保持不變,而剩余極化強(qiáng)度提升明顯。熱釋電及介電測(cè)試結(jié)果表明,復(fù)合材料熱釋電性能有明顯提升,不過(guò)介電特性較摻雜前明顯降低。(3)以PVDF為主體材料,聚酰亞胺(PI)為復(fù)合添加相,研究了PI對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響。SEM分析表明,復(fù)合薄膜表面比較致密,這歸因于兩有機(jī)相容性較好。FTIR和D-E曲線測(cè)試結(jié)果表明復(fù)合薄膜中α增加,β相減少,剩余極化強(qiáng)度變小,證明PI有益于PVDF中α的生成或者有益于β相到α相的轉(zhuǎn)變,復(fù)合薄膜熱釋電系數(shù)也因此降低。不過(guò)介電分析表明,復(fù)合薄膜的抗擊穿性能提升較大,介電常數(shù)相對(duì)減小,抗拉伸能力增強(qiáng)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB34;TB383.2
【圖文】：

圖 1-1 熱釋電效應(yīng)形成的原理圖釋電材料具備了，但是想要熱釋電材料具有熱釋電效應(yīng)，就還需要將，所謂極化就是將材料放入一個(gè)平行電場(chǎng)中，這樣就會(huì)使材料的偶極從而產(chǎn)生感應(yīng)電荷。常見(jiàn)的極化機(jī)制有四種：電子極化(也叫電子位移化(是原子核發(fā)生位移)、界面極化(是一種非均相介質(zhì)的界面處的極矩的取向性極化(也稱轉(zhuǎn)向極化，就是電偶極矩的轉(zhuǎn)向)。常見(jiàn)的極化方式就是電暈極化[14,15]和熱極化[16-18]。熱極化的字面意候進(jìn)行極化，實(shí)際就是在給定溫度的情況下施加電場(chǎng)，使材料內(nèi)部雜極矩和電場(chǎng)的方向一致，從而達(dá)到有規(guī)律的取向排布。然后電場(chǎng)不變環(huán)境溫度，來(lái)達(dá)到凍結(jié)這種取向的目的。凍結(jié)成功后就可以撤去電場(chǎng)部的電偶極矩還是保持有電場(chǎng)時(shí)的排列狀態(tài)。電暈極化是一種針尖后較高的電壓使得空氣發(fā)生電離，產(chǎn)生離子流，以此來(lái)對(duì)材料表面來(lái)理手段，讓材料表面附有極性。本文采用的極化方式是熱極化(高溫

(a)串接模型和它們的等效電路；(b)并聯(lián)電路和它們的等個(gè)相面的粒子擴(kuò)散到其它相面時(shí)，極化粒子在場(chǎng)中會(huì)使介電常數(shù)的計(jì)算變得極為復(fù)雜。下面給出所arnett 公式[20]：()(1)()11211211 + ++=AAAeff 分別為陣列和組成材料的體積分?jǐn)?shù)。容性面垂直方1和2 分別為陣列和材料的介電常數(shù)。eff 為復(fù)合電常數(shù)是根據(jù)混合物各組分的平均電場(chǎng)計(jì)算得到的觀點(diǎn)認(rèn)為 Maxwell-Garnett[46]公式僅適用于有限無(wú)限多的情況下，式(2-4)不再適用。對(duì)此，他提出行求解，在式(2-4)的基礎(chǔ)上得出了式(2-5)：11122 = Aeffeff

第二章 PVDF 復(fù)合鈦酸鋇的研究劃分為一個(gè)個(gè)組分各異的球域，復(fù)合物整體的性質(zhì)就由其理想域的組分共同決定。性模型合材料的制造，組件的性質(zhì)，存在的每個(gè)相的量以及它們?nèi)绾沃匾摹ewnham[50]等提出了連通性的概念。這里審查的是連續(xù)�；旌衔镏械娜魏蜗嗫梢栽诹憔S，一維，二維和三維中自連接。物主體材料中的夾雜物應(yīng)具有連通性 0，而主體聚合物應(yīng)具有連可以說(shuō)具有 0-3 復(fù)合材料或 0-3 摻雜。在兩相復(fù)合系統(tǒng)中，可以性，分別是 0-0、0-1、0-2、0-3、1-1、1-2、1-3、2-2、2-3 和 3-第一個(gè)數(shù)字表示夾雜物的連通性，第二個(gè)數(shù)字表示主體。通常，的情況下，主體是聚合物。圖 3-2 中使用立方體作為構(gòu)建塊以及通性�；谝陨细拍�，在 0-3 連通性復(fù)合材料中，在 3D 主體聚性顆粒的隨機(jī)分布。

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本文編號(hào)：2749273