【摘要】：柔性聚偏二氟乙烯(PVDF)基介電聚合物因其獨(dú)特的壓電、熱電和鐵電性能備受關(guān)注。在α、β、γ和δ四種晶相的PVDF中,β相極性最高,極化后具有良好的壓電性。本課題通過溶液流延法制備了PVDF、P(VDF-CTFE)和P(VDF-TrFE)膜,利用單軸拉伸研究了其力學(xué)性能;利用FTIR、XRD、DSC、鐵電和介電測(cè)試設(shè)備研究了拉伸前后PVDF、P(VDF-CTFE)膜和P(VDF-TrFE)膜的結(jié)晶、介電、儲(chǔ)能和壓電性能。取得研究成果如下:1)利用低溫淬火工藝處理了不同分子量PVDF薄膜,發(fā)現(xiàn)其晶區(qū)為α、β和γ混合晶相,拉伸后介電膜由α相向β相和γ相的轉(zhuǎn)變,并最終誘導(dǎo)為β相;β相比例隨分子量增大略有增加。拉伸后的PVDF膜Tm降低。P(VDF-CTFE)中,樣品鐵電性能隨拉伸速率增加和CTFE單體含量增強(qiáng);隨著TrFE含量的增加,P(VDF-TrFE)鐵電膜Tm和Tc減小,鐵電性能減弱;2)拉伸前后電滯回線測(cè)試表明,未拉伸PVDF和P(VDF-CT FE)膜具有雙電滯回線,具有反鐵電體的特征,拉伸后樣品膜的電滯回線呈現(xiàn)線性向弛豫鐵電體特征轉(zhuǎn)變;P(VDF-TrFE)50/50mol%為弛豫鐵電體,P(VDF-TrFE)55/45、65/35、70/30、75/25、80/20mol%均表現(xiàn)出鐵電體特征;P(VDF-TrFE)75/25的Dm為13.56μC/m2和Dr為9.059μC/m2。拉伸后PVDF基樣品膜的εr高于未拉伸樣品,且隨著拉伸速率的增大而增大;在低頻頻率范圍內(nèi),εr隨頻率升高緩慢降低,高頻區(qū)(100 kHz),εr隨頻率的升高而迅速減小。3)單向電滯回線及儲(chǔ)能密度計(jì)算發(fā)現(xiàn)拉伸前后PVDF的Dm均隨分子量的增大略有增加,拉伸后的PVDF基聚合物膜具有更高的儲(chǔ)能密度;P(VDF-TrFE)能量損耗百分比在矯頑場(chǎng)最大,隨著電場(chǎng)增大,損耗有減小趨勢(shì);4)壓電性能測(cè)試表明,拉伸后PVDF膜d33隨著溫度的升高線性降低,而P(VDF-TrFE)75/25壓電膜的d33在25-110℃范圍內(nèi)穩(wěn)定在-20pC/N,在115℃從-21.26pC/N劇減至-5.45pC/N。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ325.4
【圖文】：

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文同，介電材料可分為兩類：線性料，高場(chǎng)介電常數(shù)隨電場(chǎng)的變化常數(shù)。對(duì)于線性介質(zhì)材料：Ue=1/2 r 0E2數(shù)（8.85×10-12F/m）， r為材料的方法來提高介電容器的能量密度料的擊穿電場(chǎng)。當(dāng)線性電介質(zhì)材合；對(duì)于非線性電介質(zhì)材料而言圖 1-1 中所示，橙黃色陰影為能

緒論電體材料在高電場(chǎng)下的充放電特征，可以確定不同能。圖 1-2～4 分別為鐵電體材料、弛豫鐵電體材料時(shí)的雙向電滯回線和電場(chǎng)為零時(shí)鐵電體的偶極取向。在放電過程中介電材料的能量密度[26,27]。所示，鐵電體的極化強(qiáng)度（D）與外電場(chǎng)（E）之間呈較大的極化強(qiáng)度，即剩余極化較大。圖 1-2(b)為電場(chǎng)以看出，鐵電體的極化強(qiáng)度即使在電場(chǎng)撤去時(shí)也能很化使得電介質(zhì)的放電曲線遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離充電曲線。根據(jù) 可知，鐵電體的儲(chǔ)能密度非常有限，如圖 1-2(a)中陰作用下的滯后行為導(dǎo)致儲(chǔ)能密度很低。因此，鐵電體介質(zhì)材料。

型弛豫鐵電體的雙向電滯回；(b)零電場(chǎng)時(shí)弛豫鐵電體的偶極取向ar D-E loop of typical relaxor ferroelectrics；(b)Diagram of dipole orienferroelectrics at zero electric field[26]成課題組系統(tǒng)地研究了P(VDF-TrFE-CTFE)(80/18/2mol%)接、EMA、BMA)的介電儲(chǔ)電性能。由于這類單體的極性高于PS地相容性。它們的引入能夠阻止P(VDF-TrFE-CTFE)的結(jié)晶降低，因而可以極大地削弱極性晶疇之間強(qiáng)烈的耦合作用，的回復(fù)速度，從而使剩余極化值大幅度減小，電滯回線則從或者線性[29]。體結(jié)構(gòu)與鐵電體類似，但相鄰偶極是沿著反向平行的方式排(b)所示，凈自發(fā)極化強(qiáng)度為零。反鐵電體對(duì)電場(chǎng)的滯后現(xiàn)象幾乎可以降為零[30]。典型反鐵電體的雙向電滯回線如圖 1-

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本文編號(hào)：2752911