隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,由傳感器、驅(qū)動器所串聯(lián)成的龐大網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)集成到城市里的每一處角落,這些設(shè)備為生理健康檢測、可穿戴電子設(shè)備或是人工智能提供了技術(shù)支持。驅(qū)動這些設(shè)備所需要的功率并不高,但是由于其數(shù)量龐大,需要有能夠保證移動性、可持續(xù)性的供電設(shè)備作為基礎(chǔ)。目前許多微型電子設(shè)備都是通過電池進(jìn)行能源供給,然而電池需要經(jīng)常替換或是充電的缺點(diǎn),以及在報廢后造成的環(huán)境危害使得微納能源采集成為了相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為微納能源采集領(lǐng)域中的一種關(guān)鍵性技術(shù),納米發(fā)電機(jī)可以將由小規(guī)模的物理變化而產(chǎn)生的振動、熱量或聲波等等能源轉(zhuǎn)換為電能,壓電、摩擦電或熱釋電納米發(fā)電機(jī)都是其典型應(yīng)用。多孔結(jié)構(gòu),或者說是海綿結(jié)構(gòu),作為一種實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電機(jī)的功能結(jié)構(gòu)擁有大量優(yōu)點(diǎn),例如提高能量產(chǎn)生效率、高度的延展性以及易于投入生命科學(xué)方面的應(yīng)用。根據(jù)上述背景情況,本文主要對基于多孔結(jié)構(gòu)的壓電納米發(fā)電機(jī)的制備與測量進(jìn)行探究。本文的主要工作歸納以下幾點(diǎn):1、本文首先討論了聚合物多孔結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式,并分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用環(huán)境。然后對能夠?qū)崿F(xiàn)壓電性能的材料分類進(jìn)行介紹。隨后以BaTiO3納米顆粒和MW-CNT作為功能材料,PDMS...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容與研究計(jì)劃
第二章 柔性多孔結(jié)構(gòu)基體制備
    2.1 PDMS的多孔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法
        2.1.1 直接模板法
        2.1.2 乳液模板法
        2.1.3 氣體發(fā)泡法
        2.1.4 相分離法
        2.1.5 3D打印技術(shù)
    2.2 壓電功能材料的分類研究
        2.2.1 壓電陶瓷
        2.2.2 壓電單晶
        2.2.3 聚合物
        2.2.4 聚合物/納米復(fù)合材料
    2.3 多孔結(jié)構(gòu)聚合物的制備
        2.3.1 基體材料的選擇
        2.3.2 多孔結(jié)構(gòu)聚合物加工設(shè)備
        2.3.3 制備過程
        2.3.4 制備過程的主要影響因素
    2.4 多孔結(jié)構(gòu)聚合物的物理與結(jié)構(gòu)特性
    2.5 本章小結(jié)
第三章 多孔結(jié)構(gòu)壓電納米發(fā)電機(jī)的制備
    3.1 壓電納米發(fā)電機(jī)理論分析
        3.1.1 壓電效應(yīng)
        3.1.2 壓電復(fù)合材料
        3.1.3 壓電納米發(fā)電機(jī)的工作原理
    3.2 壓電材料的極化工藝
        3.2.1 影響壓電性能的極化因素
        3.2.2 常用極化方法
    3.3 多孔聚合物的極化
        3.3.1 極化方案
        3.3.2 極化過程
        3.3.3 極化過程中主要影響因素
    3.4 納米發(fā)電機(jī)壓電性能的表征
        3.4.1 電信號輸出
        3.4.2 正反接測試
        3.4.3 材料特性測試
        3.4.4 輸出能力測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 制備與測試條件對壓電納米發(fā)電機(jī)性能的影響
    4.1 制備條件對性能的影響
        4.1.1 材料厚度對性能的影響
        4.1.2 BaTiO₃ 納米顆粒摻雜濃度對性能的影響
        4.1.3 MW-CNT摻雜對性能的影響
    4.2 測試條件對性能的影響
        4.2.1 振動頻率對性能的影響
        4.2.2 振動壓力對性能的影響
        4.2.3 測試設(shè)備的表征誤差
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3862917