聚偏氟乙烯（PVDF）作為一種壓電聚合物,它相比于傳統(tǒng)的壓電陶瓷,有著靈敏度高,密度較小,柔韌性好等優(yōu)點(diǎn),在制備輕便小巧、柔性可彎曲的傳感器方面獨(dú)具一格,是一種制造可穿戴柔性傳感器的理想材料。傳統(tǒng)方法制備PVDF壓電薄膜的流程,對設(shè)備要求高,工藝復(fù)雜,PVDF的β相較低且產(chǎn)品之間的偏差較大。本文采用近電場直接書寫法,配制不同成分的打印墨水,通過改變墨水組分和添加含量,探討了制備過程中影響打印順利進(jìn)行的各種參數(shù)條件,并在實(shí)驗(yàn)中將制得的PVDF進(jìn)行了一定時(shí)間的恒溫水浴,探討水浴對PVDF復(fù)合薄膜β相含量、壓電性及介電性等方面的影響,制備了高性能的β-PVDF壓電薄膜,并研究了摻雜納米ZnO及離子液體和ZnO共混的PVDF壓電復(fù)合薄膜的介電及壓電性能。通過以上的研究,得到的主要結(jié)論有:（1）添加有機(jī)鹽四丁基氯化銨（TBAC）制備而成的PVDF打印溶液有利于近電場直接書寫法的順利進(jìn)行,射流直徑的適當(dāng)減小加快了1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）等溶劑的蒸發(fā),薄膜制備過程中可做到隨寫隨干。相較于流延和旋涂等傳統(tǒng)方法,近電場直接書寫法中引入的TBAC使得薄膜的β相的相對含量有所增加,相比于旋涂法的48... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

正反壓電效應(yīng)示意圖

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.2壓電聚合物類型示意圖：(1)本體壓電聚合物：分為無定形偶極聚合物和半結(jié)晶聚合物；(2)壓電/聚合物復(fù)合材料，圖中所示的是鑲嵌在聚合物中的壓電粒子或聚合物內(nèi)部的壓電柱(也稱為(1-3)復(fù)合材料)；(3)空隙帶電聚合物：具有氣體空隙的聚合物，其表面帶有極性電荷Figure1.2Schematicdiagramsofpiezoelectricpolymertypes:(1)bulkpiezopolymers:whicharedividedintoamorphousdipolarpolymersandsemi-crystallinepolymers,(2)piezoelectric/polymercomposites,twoexamplesofwhicharepiezoelectricparticlesembeddedinpolymerorpiezoelectricpillarsinsidepolymer(alsonamed(1–3)composites)and(3)voidedchargedpolymers:polymerswithairvoidswithchargedsurfacesinpolarform.

PVDF壓電薄膜的近電場直接書寫制備及其性能研究6圖1.32D晶體結(jié)構(gòu)示例：非壓電(a)正方形和壓電(b)六邊形Figure1.3Examplesof2Dcrystalstructures:non-piezoelectric(a)squareandpiezoelectric(b)hexagon1.4PVDF壓電薄膜的研究進(jìn)展1.4.1PVDF壓電薄膜的特點(diǎn)壓電聚合物可用于制造壓電MEMS，其成本比無機(jī)同類產(chǎn)品低，并且可能更容易加工。由于聚合物材料的優(yōu)越性，聚合物材料在不同微電子機(jī)械系統(tǒng)和微流體中的應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注。這些優(yōu)點(diǎn)包括與硅相比在某些應(yīng)用中所必需的機(jī)械靈活性。此外，聚合物基器件通常在材料價(jià)格和加工技術(shù)方面更節(jié)約成本，且大多不需要先進(jìn)的微加工設(shè)備。與無機(jī)材料相比，許多微器件中常用的聚合物通常具有電絕緣性和機(jī)械柔性。然而，有許多聚合物具有額外的性能，使它們在某些應(yīng)用上具有獨(dú)特的優(yōu)勢。聚偏氟乙烯(PVDF)是機(jī)電設(shè)備中最常用的壓電聚合物。作為一種半晶態(tài)聚合物，有燈絲、溶液、粉末、顆�；虬胪该髂さ榷喾N形式可供選擇。與通常脆硬的壓電陶瓷和天然晶體不同，PVDF具有化學(xué)穩(wěn)定性、抗蠕變、柔性的和堅(jiān)韌等一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且可以制造成大平板的形式[16]。PVDF是一種半結(jié)晶聚合物，由H2C=CF2單體聚合而成(參見圖7(A))。當(dāng)連接


本文編號：3209550