王学文
,
潘道胜
,
张晓青
,
曹功勋
,
张硕
,
夏钟福
,
李宏强
,
温云飞
功能材料
压电驻极体是以双极性空间电荷驻极体为基体的新一类人工微结构压电功能材料,其压电性能与基体材料的储电性有直接关系.采用等温表面电位衰减测量和开路热刺激放电实验方法,研究了经热压处理的交联聚丙烯(XPP)膜中电荷储存稳定性和电荷动态特性.结果表明,XPP中正电荷的储存稳定性强于负电荷;在老化温度低于90℃时,经过5120min时间老化,正电晕充电样品的表面电位仍然能够维持在初始表面电位的90%以上,而负电晕充电样品却低于86%;热激发脱阱的负空间电荷在驻极体内电场的作用下迁移的过程中大部分被更深的能阱捕获,即脱阱电荷的榆运规律受快再捕获效应控制.
关键词:
XPP膜
,
电荷储存稳定性
,
电荷动态特性
张晓青
,
王飞鹏
,
黄金峰
,
夏钟福
,
沈军
,
周斌
,
安振连
功能材料
利用准静态法和激光干涉法测量正、逆压电d33系数,研究了经压力膨化处理的聚丙烯孔洞型铁电驻极体薄膜压电系数的压强和频率特性及其热稳定性.结果表明,聚丙烯薄膜经压力膨化处理后,其压电性能改善的原因是:压力膨化处理既能有效地降低孔洞膜的弹性模量Y,又能增强其储电能力.聚丙烯孔洞膜的压电d33系数在激励信号压强为0.2～4kPa的范围内基本保持恒定,但当其值高于4kPa时,d33系数出现了明显的下降.聚丙烯孔洞膜的压电d33系数随频率上升而下降(即从0.001Hz时的1200pC/N降低到其机械共振频率附近时的350pC/N),是与材料的弹性模量Y随频率的上升而增加直接相关.对不同工艺参数制备的样品,其机械共振频率位于150～400kHz范围内.实验结果还表明:聚丙烯孔洞膜的压电d33系数的热稳定性与非孔洞型聚丙烯驻极体薄膜的电荷储存热稳定性相近.
关键词:
聚丙烯孔洞铁电驻极体
,
压电性
,
压力膨化处理
吴贤勇
,
付晓明
,
夏钟福
,
安振连
,
张鹏锋
,
王丽
,
李军
功能材料
通过对化学表面修正前后的氮氧化硅复合膜的表面电导率的测量和电荷横向扩散效应的考察,讨论了化学表面修正工艺对样品中电荷横向扩散的抑止作用.借助与未经平面工艺处理的氮氧化硅复合膜大片的对比,研究了这类驻极体功能膜的微型化对其电荷寿命的影响.
关键词:
微型化
,
氮氧化硅驻极体
,
表面电导
,
电荷稳定性
丁士进
,
王鹏飞
,
张剑云
,
张卫
,
王季陶
,
张冶文
,
夏钟福
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2001.02.008
以Teflon AF 1600为原料,用旋涂法制备了非晶含氟聚合物(AF)薄膜通过扫描电镜(SEM)、傅立叶转换红外(FTIR)光谱和X射线光电子(XPS)光谱等手段对热退火前后的薄膜进行了表征.所得薄膜具有无针孔,较光滑和平整的表面,300℃退火后薄膜表面的均匀性进一步改善.AF薄膜在300℃以下具有良好的热稳定性,在400℃退火后CF3吸收峰强度稍有降低.在400 ℃退火后,其所含的CF3键合构型显著降低,CF2、CF等其它构型没有明显的变化,由于CF3基剖的分解有少量无定型碳生成
关键词:
旋涂
,
AF薄膜
,
热稳定性
张晓青
,
黄金峰
,
王飞鹏
,
夏钟福
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2007.06.006
报道了提高孔洞结构压电驻极体膜压电活性的新方法.该方法是在对已膨化处理的压电驻极体薄膜再进行一次膨化处理,通过调节薄膜的力学性能来进一步优化材料的压电活性.结果表明,将聚丙烯(PP)压电驻极体薄膜进行二次膨化处理后,其压电活性比一次膨化的:PP薄膜提高约40%.这是因为薄膜在真空蒸镀电极过程中导致的厚度减小能够通过二次膨化工艺得到恢复,而厚度的增加可以有效地降低材料的杨氏模量,从而使薄膜的压电系数d33增加;两次膨化温度对压电系数d33均有影响,并且相互联系;通过选择合理的一次和二次膨化工艺参数(例如100℃和45℃)能够获得稳定的高压电系数压电驻极体膜.
关键词:
二次膨化
,
孔洞结构聚合物
,
压电性
,
驻极体
王飞鹏
,
夏钟福
,
吴越华
,
邱勋林
功能材料
通过栅控恒压电晕充电,等温表面电位衰减测量,电荷TSD(charge TSD)和热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge, TSD)电流谱分析,首次研究了以聚四氟乙烯(PTFE)为基的偏氟、四氟乙烯和六氟丙烯三元共聚物P(VDF-TFE-HFP)构成的双层膜的驻极体性质.TSD电流谱分析说明这种复合驻极体材料是极性驻极体,即体内同时包含有空间电荷和有序取向的偶极电荷.实验结果还指出:通过对双层膜系的PTFE面充电形成的驻极体的空间电荷热稳定性明显优于传统的铁电聚合物驻极体PVDF.适当提高充电温度和充电后的等温老化储存可以改善电荷稳定性,由于该三元共聚物的高弹性柔量(顺度)和双层膜拥有的优良电荷储存能力,其压电活性高于PVDF.
关键词:
驻极体
,
偶极子
,
双层膜
,
压电性
夏钟福
,
邱勋林
,
王飞鹏
,
吴越华
,
马珊珊
功能材料
研究了具有开放性孔洞的聚四氟乙烯(voided polytetrafluoroethylene, PTFE)多孔膜和PP蜂窝膜(polypropylene cellular)的驻极体行为和压电活性的温度效应.研究结果指出:和PP蜂窝膜驻极体相比,PTFE多孔膜驻极体呈现出突出的电荷储存和压电活性的温度稳定性;研究了这类稳定性的驻极体和材料的结构根源.PTFE多孔薄膜驻极体这种压电活性的温度稳定性主要依赖于这类驻极体材料电荷储存及材料的本征性能(如力学性质等)的温度稳定性.实验结果还说明:PTFE多孔膜突出的压电系数温度稳定性使它大大扩展了以包括PP在内的空间电荷型多孔膜研制的压电功能元器件的耐温要求.本文还讨论了环境因素(如相对湿度)对这类功能膜压电活性的影响,分析了环境湿度对压电活性影响的结构根源.
关键词:
多孔聚四氟乙烯膜
,
聚丙烯蜂窝膜
,
驻极体
,
压电性
,
温度稳定性
,
湿度效应
李晓波
,
陈嵘
,
张冶文
,
夏钟福
功能材料
通过和杜邦公司产Kapton H商品膜驻极体性能比较,系统研究了由国产ZPKI型聚酰亚胺前体溶液制备薄膜的驻极体性能.通过常温和高温正负电晕充电,补偿法表面电位衰减测量及开路热刺激放电(TSD)电流谱等技术,研究了常温和高温驻极时PI膜的电荷稳定性及其电荷输运特性,高温致密化处理对样品驻极体性能的影响,以及正负电晕充电稳定性的化学结构分析.
关键词:
聚酰亚胺
,
驻极体
,
TSD
张晓青
,
WedelA
,
BuechtemannA
,
夏钟福
,
张冶文
无机材料学报
1. 通过控制制备工艺条件和充电参数，利用相应条件下样品的等温表面电位衰减，开路热刺激放电电流谱等，考察了利用溶胶－凝胶（ｓｏｌ－ｇｅｌ）方法制备的Ｓｉ基多孔ＳｉＯ２薄膜的驻极体性能，分析了各种工艺参数与薄膜驻极体性质之间的联系，同时利用Ｇａｕｓｓ拟合及初始上升法对薄膜驻极体的电有陷阱深度进行了估算．实验结果表明，反应物中水的含量对薄膜驻极体的陷阱分布具有调节作用；估算出负电晕充电ＳｉＯ２薄膜驻极体电荷的活化能为０．３ｅＶ和１．０ｅＶ；环境湿度对电荷储存稳定性有一定的影响，降低栅压可以提高ＳｉＯ２薄膜驻极体的电荷储存稳定性．
关键词:
多孔
,
SiO2
,
film
,
electret
,
characteristic
张鹏锋
,
夏钟福
,
安振连
,
吴贤勇
功能材料
研究了栅控恒压正电晕充电后的聚四氟乙烯薄膜驻极体的电荷输运特性,并对其电荷储存稳定性加以改善.结果显示在约100℃以下的较低温区和高于180℃以上的较高温区内慢再捕获效应控制着脱阱电荷的输运;而在100～180℃的温区内由慢再捕获效应过渡为快再捕获效应后再回到慢再捕获效应.经改性后的正、负极性PTFE薄膜驻极体不仅具有相近的电荷储存密度,而且在一定的温度区间内它们的电荷储存和衰减呈现类似的规律.
关键词:
聚四氟乙烯
,
正电荷稳定性
,
脱阱电荷
