隨著便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,可穿戴式能量收集器和傳感器引起了人們的極大關(guān)注,基于壓電效應(yīng)的壓電傳感器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小、壽命長(zhǎng)、靈敏度高、有利于集成化與微型化等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的使用和研究。當(dāng)前柔性壓電傳感器的電壓輸出較小,遠(yuǎn)不能滿足微小型便攜式器件的性能要求,因此需要進(jìn)一步提高器件輸出。目前柔性壓電傳感器主要基于PVDF及其聚合物材料,這類材料的壓電性能差,導(dǎo)致器件的信號(hào)輸出低。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)摻雜材料等手段可以提高納米纖維的質(zhì)量,從而獲得高輸出性能的器件,基于這些報(bào)道的啟發(fā),本論文設(shè)計(jì)并制備了一種柔性、環(huán)境友好、可穿戴式的壓電傳感器,利用有機(jī)柔性聚偏氟乙烯（PVDF）材料與無(wú)機(jī)高壓電系數(shù)、高機(jī)電耦合系數(shù)、環(huán)境友好的一維鈦酸鉍鈉-鈦酸鋇納米線（0.93（Na0.5Bi0.5）TiO3-0.07 BaTiO3,這一體系被認(rèn)為是當(dāng)前鉛基壓電材料最有力的替代者之一）復(fù)合來(lái)提升當(dāng)前柔性壓電式傳感器的性能,并減少鉛基壓電材料在生產(chǎn)制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境和人體的危害,同時(shí)滿足微小型便攜式器件的要求。主要研究結(jié)果如下:由于設(shè)備的工藝參數(shù)將直接影響納米纖維的質(zhì)量,所以首先需要研究出較優(yōu)的靜電紡絲工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)... 

【文章來(lái)源】：上海師范大學(xué)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：50 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）壓電效應(yīng)（b）逆壓電效應(yīng)原理示意圖

師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展圖 1-2 所示為 Platt 等人研制的一種基于 PZT 陶瓷應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)假體的回收裝置和壓電傳感器，通過(guò)模擬人體行走時(shí)膝關(guān)節(jié)的受力情況，對(duì)器驗(yàn)研究，結(jié)果表明在正常行走時(shí)器件可獲得穩(wěn)定的電壓輸出，回收功率 mW，完全可以滿足膝關(guān)節(jié)假體內(nèi)部微處理器（向外界傳輸傳感信息）要[36]。

圖 1-2 基于 PZT 陶瓷的壓電傳感器PMN-PT 體材料的剛性器件雖擁有較高的電壓輸出人們?cè)谌粘Ｉ钪械拇┐餍枨�。因此，舒適高效的穿逐漸由剛性器件向柔性器件發(fā)展。Mather 等人制備了聚二甲基硅氧烷（PDMS）復(fù)合梁制成的基于振動(dòng)PDMS 檢測(cè)質(zhì)量模塊構(gòu)造在復(fù)合懸臂梁的尖端處，用 PMN-PT 壓電材料和交叉電極（IDE）的設(shè)計(jì)使用提在 1.3 kHz 頻率下的振動(dòng)激勵(lì)輸出電壓可達(dá)到 10 V


本文編號(hào)：3344797