最新pvdf材料的优越性.doc

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1、精品资料pvdf材料的优越性.一、 材料的优势PVDF于1944年由Du Pont公司研制成功1960年Pennwalt公司首先实现商品化。自从1969年Kawai首次报道了PVDF具有工业应用价值的强压电活性及1971年Bergman报道了其显著的热释电效应之后，对这类铁电聚合物的研究发生了历史性的转折。PVDF具有很强的压电效应和热释电效应，也是目前在压电高分子材料中研究较为系统、应用最广泛的高聚物。据统计，仅在从1971到1981年的10年间，国际刊物上已发表了1000篇以上的有关PVDF的论文。40余年来，人们已经根据PVDF及其共聚物的功能特性研制出成百种功能元器件。PVDF是一种柔

2、软的塑性薄膜，由PVDF制得的压电元件对湿度、温度和化学物质高度稳定，机械强、失真小、稳定性高等优点。同时，PVDF的声阻抗与水相近(PVDF：35x106 kgm2s水：15106 kgm2s)，能很好地和水声阻抗匹配，用它做成各种类型的换能器，具有结构简单、重量轻，而且其厚度共振频率可以很高，因而可以做成灵敏的宽频带水声换能器。有机的柔性压电材料PVDF具有昂贵的晶体与脆性的铁电陶瓷无法比拟的优势。以PVDF家族为代表的极性聚合物材料在一些特殊应用领域，如热释电传感器，具有孔洞材料不可替代的应用需求。到目前为止，每年仍有相当数量关于极性聚合物功能特性(压电、铁电和热释电效应等)及其功能应用

3、的研究论文发表。二、 材料的不足之处1、 众所周知，在驻极体的发展过程中，具有铁电性的半晶态极性聚合物如PVDF及其共聚物P(VDF-TrFE)等是公认最好的铁电聚合物材料。然而，如上所述的非极性空间电荷驻极体却可呈现比久负盛名的PVDF高得多的压电活性。2、 相对密度和硬度比较大。3、 铁电活性相对不足，不适合于被用作传感器或驱动器等功能元器件的芯片材料。4、 不能形成更多更复杂的电荷陷阱。三、 极化前后材料的不同特征极化前：PVDF及其共聚物P(VDF-TrFE)是极性的非孔洞铁电聚合物的代表，它们都属于非孔洞的“实心”材料用作驻极体研究的这类材料几乎都是透明或半透明的半晶态聚合物。对PV

4、DF而言，材料中的层晶被镶嵌在非晶相中。这类材料可能以几种晶型存在，且材料的形成和薄膜的制备及极化工艺等因素对其晶型的形成及相互转化具有重大的影响，如PVDF的五种晶型之间可以通过热、压力及不同的极化电场等处理可能实现相互间的转化。这类材料中存在本征的偶极单元(偶极子畴结构)。其几何尺度在nm量级的偶极单元(晶胞)在没有外电场或约束的情况下呈无序排列状态，而使它们问的极性相互抵消，因而材料在宏观上没有表现出极性极化后：1、极性的非孔洞聚合物中存在的本征偶极单元，在外极化电场产生的电场力作用下实现沿电场方向的有序取向，并使得样品表现出宏观极化。极化过程中还可能伴随产生从电极注入的空间电荷因此这类

5、驻极体材料中不仅存在取向的本征偶极单元，还可能包含有对其功能特性及其驻极体行为产生重要影响的空间电荷。这类材料的极化强度是取决于在不同极化电场下材料内有序取向的偶极子的密度及偶极子沿外电场方向排列的取向度。2、对极性的非孔洞铁电聚合物，温度的上升将引起样品的热膨胀和厚度增加，因此导致材料内取向偶极子密度的下降和电极上感应电荷量的减少，其热释电系数内为负值。四、别人怎么做的、浙江大学的叶飞鹏一篇PVDF/PTFE复合膜驻极体性能的研究中比较全血地研究厂新型PVDFPTFE复台脱的驻极体性能，如何使该复合脱JI、电系数的量值和稳定性得到提高将是下一步工作的重点所在。2、电子科技大学的叶芸聚偏氟乙烯

6、薄膜及超薄膜的制备及特性研究中以具有优良压电、铁电性能的PVDF薄膜和PVDF超薄膜为研究对象，采用溶液流延法和超声雾化法制备了PVDF薄膜；利用静电自组装和LB自组装PVDF及其复合超薄膜；从理论和实验上进行了薄膜和超薄膜材料的表面形貌及性能、铁电聚合物的极化相变、极化强度与极化电场强度的依赖关系等几方面的系统研究，取得了一系列的研究成果。3、同济大学的王飞鹏新型极性与非极性铁电聚合物驻极体的储电性和压电性中分别以PP孔洞膜和P(VDFHFP)共聚物膜为非极性和极性的铁电聚合物的代表和研究对象，讨论了可能显著改善PP孔洞膜压电性的压力膨化处理工艺对其材料介电行为和驻极体性质的影响，分析了这类

7、孔洞膜在调控充电参数电极化过程中的电流变化特征及其对孔洞膜极化强度的影响，研究了孔洞中形成的宏观电偶极予的形成及其密度变化对薄膜介电性质、孔洞驻极体膜的电荷稳定性及其电荷动态特性等的影响；利用多种实验手段和方法，对新型的PVDF家族共聚物P(VDFHFP)的压电活性和电荷动态特性进行了较为系统的分析和讨论。不足之处：采用热极化方法对PVDF膜进行处理的工艺其缺点是易造成电场击穿，难于施加足够高的电场，极化效率下降，并且耗时，难于实现连续性大规模生产。电晕极化法：电晕极化是目前应用最为广泛的一种极化方法，一般在室温下进行。室温下电晕极化的聚合物材料，深阱浅阱均有捕获电荷，浅阱中捕获的电荷容易越出陷阱，衰减较快。为了排除浅阱的捕获，适当的高温极化有明显效果。电晕极化的优点一是不易发生由于样品膜的缺陷而造成的破坏性击穿：二是设备简单，使用方便，可以大规模连续操作。