P(VDF-TrFE)压电膜声发射传感性能研究

发布时间：2023-11-28 19:33

　　聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))是一种具有压电效应的极性高分子材料,利用其良好的压电、热电和铁电性能可制备压电传感器、激励器和换能器等器件。为深入探究P(VDF-TrFE)系聚合物的压电性能并应用于声发射传感器,本文采用溶液流延法制备了不同退火温度处理的P(VDF-TrFE)薄膜,系统的比较了五组不同VDF含量的P(VDF-TrFE)压电薄膜在结晶、介电、压电和铁电性能方面的差异,最后通过断铅声发射传感器实验对极化后的压电薄膜进行传感性能测试,取得的主要研究成果如下:1)利用DSC、XRD和FTIR对不同退火温度处理的P(VDF-TrFE)膜进行结构表征,发现150℃退火更有利于P(VDF-TrFE)薄膜结晶。XRD结果表明P(VDF-TrFE)50/50mol%和P(VDF-TrFE)55/45mol%薄膜结晶区包含3/1-螺旋相和全反式β相的两种构象;VDF/TrFE 为 70/30mol%、75/25mol%和 80/20mol%的 P(VDF-TrFE)薄膜结晶区以全反式构象的β相为主。DSC结果表明随着VDF含量的增加,P(VDF-TrFE)薄膜居里温度Tc向高...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 PVDF及其共聚物P(VDF-TrFE)的简介
        1.2.1 PVDF的结构
        1.2.2 P(VDF-TrFE)的结构
        1.2.3 PVDF及其共聚物P(VDF-TrFE)的研究历史
        1.2.4 P(VDF-TrFE)在电场下的极化机理
    1.3 P(VDF-TrFE)压电膜的研究现状
    1.4 课题研究的目的、内容与意义
2 实验部分和材料的结构性能表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验方案设计
        2.1.2 P(VDF-TrFE)薄膜的制备过程
        2.1.3 P(VDF-TrFE)薄膜的极化
        2.1.4 实验材料和设备
    2.2 结构性能表征
        2.2.1 核磁共振氢谱
        2.2.2 X射线衍射光谱
        2.2.3 红外光谱
        2.2.4 差式扫描量热分析
    2.3 电学性能表征
        2.3.1 介电性能表征测试
        2.3.2 压电性能表征测试
        2.3.3 铁电性能表征测试
    2.4 本章小结
3 P(VDF-TrFE)的结构性能表征
    3.1 P(VDF-TrFE)的构象表征
        3.1.1 核磁分析
        3.1.2 XRD分析
        3.1.3 FTIR分析
    3.2 结晶性能
    3.3 本章小结
4 VDF含量对P(VDF-TrFE)电学性能的影响
    4.1 介电性能
    4.2 压电性能
    4.3 电滞回线
    4.4 本章小结
5 P(VDF-TrFE)压电膜声发射传感器研究
    5.1 声发射技术
    5.2 P(VDF-TrFE)压电薄膜的工作原理
    5.3 声发射实验测试系统的建立
        5.3.1 实验系统
        5.3.2 实验仪器
    5.4 声发射信号特征分析
        5.4.1 断铅声发射信号时域参数特征分析
        5.4.2 断铅声发射信号频域参数特征分析
    5.5 P(VDF-TrFE)压电传感器的封装
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3868799