【摘要】：柔性聚偏二氟乙烯(PVDF)基介電聚合物因其獨特的壓電、熱電和鐵電性能備受關注。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性能;利用FTIR、XRD、DSC、鐵電和介電測試設備研究了拉伸前后PVDF、P(VDF-CTFE)膜和P(VDF-TrFE)膜的結晶、介電、儲能和壓電性能。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相的轉變,并最終誘導為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;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,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)單向電滯回線及儲能密度計算發(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能密度;P(VDF-TrFE)能量損耗百分比在矯頑場最大,隨著電場增大,損耗有減小趨勢;4)壓電性能測試表明,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℃范圍內穩(wěn)定在-20pC/N,在115℃從-21.26pC/N劇減至-5.45pC/N。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ325.4
【圖文】：

西安理工大學碩士學位論文同，介電材料可分為兩類：線性料，高場介電常數(shù)隨電場的變化常數(shù)。對于線性介質材料：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。當線性電介質材合；對于非線性電介質材料而言圖 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、弛豫鐵電體材料時的雙向電滯回線和電場為零時鐵電體的偶極取向。在放電過程中介電材料的能量密度[26,27]。所示，鐵電體的極化強度（D）與外電場（E）之間呈較大的極化強度，即剩余極化較大。圖 1-2(b)為電場以看出，鐵電體的極化強度即使在電場撤去時也能很化使得電介質的放電曲線遠遠偏離充電曲線。根據(jù) 可知，鐵電體的儲能密度非常有限，如圖 1-2(a)中陰作用下的滯后行為導致儲能密度很低。因此，鐵電體介質材料。

型弛豫鐵電體的雙向電滯回；(b)零電場時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)的結晶降低，因而可以極大地削弱極性晶疇之間強烈的耦合作用，的回復速度，從而使剩余極化值大幅度減小，電滯回線則從或者線性[29]。體結構與鐵電體類似，但相鄰偶極是沿著反向平行的方式排(b)所示，凈自發(fā)極化強度為零。反鐵電體對電場的滯后現(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：2752911