聚乙烯化物的巨型压电系数与通过快速冷处理实现的合理设计的超细域
Yun-Zhi Huang1, Zhaoqi Liu2,3, Lan-Wei Li1
1National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing, Key Laboratory of Polymer Processing Engineering, Ministry of Education, Guangdong Provincial Key Laboratory of Technique and Equipment for Macromolecular Advanced Manufacturing, Department of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, 510641, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 14, 2024
概括
研究人员开发了一种简单的方法,在聚乙烯化物 (PVDF) 聚合物中创建纳米级的压电域. 这一领域工程显著提高了压电特性,为高性能压电材料提供了低成本的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 聚合物的压电性质对于各种应用至关重要.
- 超细压电域结构的常规方法,如多相聚合,是复杂的,产生较弱的机械性能,限制了工业用途.
研究的目的:
- 展示一种新的,简单的方法,以实现纳米级域设计在聚乙烯化物 (PVDF) 同聚合物中.
- 研究纳米级领域工程对PVDF的压电,铁电和介电性能的影响.
- 建立高性能聚合物压电材料的低成本制造技术.
主要方法:
- 在商用PVDF同聚合物上利用循环压缩和快速结.
- 在PVDF中制造纳米级域结构.
- 压电系数 (d33) 的表征,机电联接因子 (k33) 的表征,铁电和介电性质.
主要成果:
- 通过简单的制造方法在PVDF中实现纳米级域设计.
- 证明了191.4 pC/N的压电系数 (d33) 破纪录 (比未经修改的PVDF高8.9倍).
- 获得了 77.1% 的高电机联接系数 (k33) .
- 揭示了纳米级域诱导的铁电和介电演变,显示较小的域受益于域切换.
结论:
- 一种简单的,低成本的方法制造高性能聚合物压电材料使用纳米级域工程在PVDF已经建立.
- 该研究提供了对域结构和压电特性之间的关系的深入理解.
- 这种方法克服了传统方法的局限性,为先进的压电聚合物在工业范围内应用铺平了道路.
