為了探索聚偏氟乙烯（PVDF）纖維和聚偏氟乙烯（PVDF）與氧化鋅（ZnO）復(fù)合纖維構(gòu)建壓電陣列膜,提高壓電性能的可行性,采用靜電紡方法制備高度取向的PVDF及ZnO/PVDF復(fù)合纖維束,對(duì)取向纖維束聚集、壓制、切片得到陣列膜。分別對(duì)靜電紡纖維膜與陣列膜進(jìn)行各種微觀結(jié)構(gòu)表征與壓電性能測(cè)試,具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）靜電紡氮氮二甲基甲酰胺/丙酮混合溶劑的聚偏氟乙烯紡絲液以得到PVDF納米纖維膜。通過掃描電鏡、傅里葉紅外、XRD及Rigol示波器表征聚偏氟乙烯纖維膜的形貌和性能,得到在氮氮二甲基甲酰胺/丙酮體積比為6:4,聚偏氟乙烯濃度為10wt%時(shí),靜電紡纖維膜成纖形態(tài)最佳并且纖維中β晶型含量最高為93%,開路電壓峰值8.5V。將所得纖維膜順向排列,通過模具壓制,將壓制纖維塊切片成聚偏氟乙烯壓電陣列膜,通過電子顯微鏡、傅里葉紅外、XRD及Rigol示波器表征得出:3Mpa下壓制形態(tài)最佳,切片厚度為2mm左右的陣列膜開路電壓峰值50V,短路電流峰值6μA,輸出功率峰值42.5μW/cm²。（2）氧化鋅/聚偏氟乙烯為0 wt%、5 wt%、10 wt%、15 wt%、20... 

【文章來源】：武漢紡織大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

正壓電效應(yīng)-外力使晶體產(chǎn)生電荷

1.1.1 壓電效應(yīng)如圖 1.1 由于材料的機(jī)電耦合的特性，在沒有外界電場(chǎng)作用下，由于外界機(jī)械壓力或拉力的存在，使材料晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，晶體結(jié)構(gòu)中的電荷中心發(fā)生偏移，產(chǎn)生分子偶極矩，與此對(duì)應(yīng)的表面出現(xiàn)正負(fù)電勢(shì)差現(xiàn)象；當(dāng)外力消失后，材料內(nèi)部與外部又重新恢復(fù)到原始不帶電的狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。未加壓力時(shí) 拉伸外力 壓縮外力圖 1.1 正壓電效應(yīng)-外力使晶體產(chǎn)生電荷Figure 1.1 Positive Piezoelectric Effect - External Force Makes Crystal Charge

圖 1.3 32 種晶體空間點(diǎn)群分類Figure1.3 Classification of 32 kinds of crystal space point groups圖 1.3 表明，材料的壓電效應(yīng)是與晶體結(jié)構(gòu)，即偶極矩息息相關(guān)，在外界力的作用下導(dǎo)致晶體中的正負(fù)電荷中心分離，使材料表面呈現(xiàn)電性。1910 年壓電材料商業(yè)化，換能、驅(qū)動(dòng)、傳感、振蕩。到現(xiàn)在，壓電材料的應(yīng)用已經(jīng)不僅限于此，壓電換能技術(shù)正在不斷提升。壓電式換能指的是利用材料的正壓電效應(yīng)，將外界施加于材料的機(jī)械力轉(zhuǎn)換成電能。1.1.2 壓電材料的分類隨著壓電材料的研究不斷深入，目前壓電材料也經(jīng)歷了幾大改變。1880 年發(fā)現(xiàn)的電氣石壓電效應(yīng)；二戰(zhàn)后在麻省理工絕緣研究室誕生的鈦酸鋇壓電陶瓷；到8年后B.Jaffed[1]等人發(fā)現(xiàn)的鈦酸鉛壓電陶瓷。目前，壓電材料中不僅只有無機(jī)半導(dǎo)體壓電材料，還包括壓電陶瓷

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]0-3型壓電復(fù)合材料D33的數(shù)值分析與材料優(yōu)化制備[D]. 羅大兵.武漢理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3612410