纳米多孔镍压电系数符号的改变及其驱动性能的研究

发布时间：2017-11-21 05:14

  本文关键词：纳米多孔镍压电系数符号的改变及其驱动性能的研究

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【摘要】：与商用压电陶瓷和导电聚合物材料相比,金属基驱动器材料由于其较低工作电压,较高的强度和较大的应变幅度近年来受到广泛关注,但实际应用受限于贵金属材料(如金、铂及金铂合金)。开发一种成本低廉且驱动性能优异的金属驱动器材料成为该领域的一项重要挑战。在本工作中,我们报道了一种通过对A1-Ni前驱体合金进行去合金化处理得到的纳米多孔镍材料。电化学驱动测试发现,纳米多孔镍的最大可逆应变为2.0%,该数值为所报道的纳米多孔金属的最大应变数值；其应变能量密度可达11.76 MJ/m3,为已知驱动器材料所能达到的最大值,是“人造肌肉”应变能密度的300倍之多；材料成本低廉,是纳米多孔金材料成本的1/2000；在经过10000次连续循环测试后纳米多孔镍样品的应变幅度和比电容量保持率较高,具有较好的循环稳定性。表面应力电荷系数(压电系数)是反映表面应力对表面电荷密度变化响应的物理量。在对纳米多孔镍材料进行电化学驱动测试实验中,我们发现对于洁净表面状态的纳米多孔镍样品,其压电系数表现为负值；而对于具有氧化物覆盖表面状态的纳米多孔镍样品,其压电系数表现出反常的正值。这一发现为不同表面状态的纳米多孔金属具有可转变压电系数符号的特性提供了另一个实验依据。有趣的是,同纳米多孔铂／金不同,纳米多孔镍在负电位还原处理后不能恢复其洁净表面状态的负值压电系数,推测这与依附在多孔镍表面的β-NiO氧化物难以还原有关。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.15;TB383.4

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本文编号：1209806