材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

微孔结构交联聚丙烯驻极体的储电性研究

王学文 , 潘道胜 , 张晓青 , 曹功勋 , 张硕 , 夏钟福 , 李宏强 , 温云飞

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

聚丙烯孔洞型铁电驻极体薄膜的压电性研究

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

经二次膨化工艺优化的孔洞结构聚丙烯薄膜的压电性

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

二维谐振腔内声流的气-动格式模拟

冯和英 , 张晓青 , 彭叶辉 , 陈焕新

工程热物理学报

在利用气动格式模拟谐振腔内非线性声振荡行为的基础上建立了声流分析的气-动格式模型,并模拟了声谐振腔内的二维瞬时流场及平均流场(声流).重点研究了有限振幅非线性情况下,激波对轴向速度、径向速度及流场的影响,进而分析了速度反转、涡流、不规则Rayleigh流等非线性现象形成的原因.

关键词: 二维流场 , 气-动格式 , Rayleigh流 , 非线性

孔洞结构聚丙烯铁电驻极体薄膜的压电性研究

张晓青

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.04.007

为了提高孔洞结构聚丙烯(cellular PP)铁电驻极体的压电性能,采用高压气体膨化技术对材料进行了改性处理,并利用准静态和干涉仪测量方法,对经处理的cellular PP铁电驻极体薄膜的压电效应进行了研究.结果表明:气体膨化工艺能够明显提高cellular PP铁电驻极体薄膜的压电活性;这种突出的压电活性源于膨化膜杨氏模量Y的降低和电极化能力的提高;压电系数d33随频率的增加呈现下降趋势:从0.01Hz下的1200 pC/N降低到共振频率附近的350 pC/N;对于不同参数处理的样品,它们的共振频率在150～400 kHz;大多数样品的d33在0.2～10 kPa的范围内没有明显的变化,但是高于10 kPa,d33随之下降;cellu-lar PP铁电驻极体薄膜d33的热稳定性与非孔洞型PP驻极体薄膜的电荷储存热稳定性相当.

关键词: 铁电驻极体 , 聚丙烯 , 孔洞结构 , 压电性 , 膨化处理

振荡流下回热器压降特性的实验研究

张晓青 , 廖宜利 , 胡志永 , 潘卫明 , 刘靖飙

工程热物理学报

研制了一种简单实用的实验装置，用于振荡流回热器压降特性的研究。在活塞提供的振荡流作用下，研究了回热器孔隙率、长度、堆叠方式及温差对回热器动态压降的影响。实验结果显示，丝网型回热器的动态压降与回热器的长度及孔隙率几乎呈线性关系，而在相同条件下与丝网的堆叠方式无明显的关联；此外，回热器的动态压降随回热器两端温差的增加而增大，与温差变化方向无明显联系。本文研究的目的是为斯特林回热器的设计提供相关的实验数据。

关键词: 回热器 , 振荡流 , 压降 , 温差 , 斯特林

辐照交联聚丙烯压电功能膜的机电性能

张欣梧 , 娄可行 , 王家兴 , 张露娇 , 张冶文 , 张晓青

功能材料

研究了基于辐照交联聚丙烯（XPP）的压电驻极体功能膜的机电性能。利用介电谐振谱测定了XPP膜的弹性模量;通过准静态方法测量了该功能膜的压电系数d33及其压强特性曲线;对压电相应的时域谱进行了分析;最后讨论了该功能膜的力学疲劳特性。结果表明XPP压电驻极体膜的弹性模量为1.3MPa,压电系数d33在10～100kPa的压强范围内都具有良好的线性度;时域谱揭示了XPP膜的粘流特性;XPP膜的输出电压和压力呈现良好的线性关系;经历60万次的循环力载荷,压电系数d33没有明显的变化。

关键词: 机电性能 , 压电驻极体 , 交联聚丙烯

Si基多孔SiO₂薄膜的驻极体性能

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ＳｉＯ_２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ＳｉＯ_２薄膜驻极体的电荷储存稳定性．

关键词: 多孔 , SiO₂ , film , electret , characteristic