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1、第二节高分子驻极体和压电哉痱电狒象一、高分子驻极体概述1、高分子驻极体驻极体是特指那些在无外加电场条件下,也能够长期储存空人2、高分子驻极体的结构特征(电荷分布)高分子驻极体实际上是带有相对恒定电荷的带电体。其苟电状态和结构如图4一1。表面电荷真实电荷(要求材料本身具有很高的绝缘性能)史厂LLLe1匹eo11Sr金属电极KK橇.氨巍.3.之.z.z.=.z.=，.荠R习电荷KK史一一反电人iKKxecosoocoeeooeoeeoetXooooes图4-1高分子驻极体荷电状态和结构二、高分子驻极体的压电、热电作用原理在驻极体的许多性质中,比较重要的是压电和热电性质。1、压电性质物质的压电特性是
2、指当物体受到一个应力材料发生形变是,在材料表面能够诱导产生电荷0,从而改变其极化状态的性质。这种极化性质变化通常是可以测量的,表现为材料两端表面的电位差发生了变化。可逆。2、热电性质当材料由丁当彗镊掣啦吏托能够割起其权化状态的变化从而导致在材料表面的电话发生变化,最终表现为材料两端电压发生变化。该变化同样可以被定量测量。可逆。多引压电、热电作用机理区被无序主要以村料中具有匹种便设为基砀。即:在结晶区内分子沿着偶极矩方向头尾有序排列,分子偶极矩相互平行,这样制余极化电荷被集中到晶区与非晶区界面,每个晶区都成为大的偶杜子如果再进一步假设材料的晶区和非晶区的热膨胀系数不同,而丁材料本身是可以压绾的:
3、这样当材料外形尺寸由于受到外力而发生形变时,带点晶区的位置和指向将由于形变而发生变化,使整个材料总的带电状态发生变化,外电路中测得的电压值将发生变化,构成压电现象。图4-2驻极体压电和热电现象示意图三、高分子驻极体的形成方法高分子驻极体的制备多采用物理方法实现。最常见的形成方法包括热极化、电晕极化、液体接触极化、电子束注入法和光电极化法。如,热极化、电晕极化形成法:1、热极化法形成法是制备极化玖、一定条件下,电场越强、极化过程越快、极化程度越大。G)、当聚合物表面接触电极时,电荷可以通过电极注入材料内部,使驻极体带有真实电荷。如果聚合物与电极之间间隔较小,可能通过空气层击穿放电,给聚合物表面注入电荷。因此热医E2、电晕放电极化法是制备电荷注入型高分子驻极体的主要方法。实电荷型驻极体需要采用电荷注入法实现,这些注入的空间电荷层可沉积于藕膜的近表面构成表面电荷,也可沉积于薄膜的体内深层构成空间电荷。“说明:O、为了便电流分布均匀和控制电子汪入强鹿需要在针状四、常见的高分子驻极体材料高分子驻极体材料从分子结构来分析有极性高分子材料和非极性高分子材料两大类,从聚集态结构划分有呈非晶态的聚合物、诊y乙e一深偷氰乙威PVDFE用盗PZT5石荣E表4-1“一些常用驳极体的压电和粟电常数EE烟电希数AC/emN
