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
江键
,
宋茂海
,
崔黎丽
,
王小平
功能材料
将恒压电晕充电的多孔聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)驻极体置于不同强度的紫外线下,研究紫外线对多孔PTFE驻极体压电活性的影响,探讨多孔PTFE医疗产品采用紫外消毒的可能性.研究结果指出:(1)常温下,多孔PTFE驻极体的准静态压电系数d33随充电时间的延长而增加,并呈现出线性区、非线性区和饱和区三个区间,多孔PTFE驻极体的压电活性主要依赖于这类材料的电荷储存能力.(2)医用紫外线辐照对多孔PTFE的准静态压电系数d33的影响甚微.(3)多孔PTFE驻极体的d33随紫外辐照时环境湿度的提高而有下降,环境湿度越大,d33的下降越多.(4)紫外线辐照适合聚四氟乙烯医用驻极体产品的消毒.
关键词:
多孔聚四氟乙烯
,
驻极体
,
压电性
,
紫外线
郝天亮
,
陈钢进
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.22.019
Si O 2驻极体具有优异的电荷储存能力，其具有器件制作工艺可与微机械加工技术兼容、适合集成化生产等优点，一直是微器件和传感器领域研究的热点。采用电晕充电和表面电位测试等技术研究了等离子增强化学气相沉积(PECVD)和电子束蒸发两种方法制备的SiO2薄膜的驻极体特性，发现 PECVD方法制备的Si O 2薄膜的驻极体性能明显优于电子束蒸发制备的Si O 2薄膜。结合扫描探针显微镜、X射线衍射及激光拉曼光谱等技术对两种薄膜的结构分析表明，其性能差异与薄膜形貌和微观结构密切相关。PECVD方法制备的非晶SiO2薄膜由纳米级非晶颗粒组成，颗粒间存在大量无序度较高的界面，由此产生的“界面陷阱”是导致 PECVD 制备的 SiO2薄膜具有更佳电荷存储稳定性的根本原因。
关键词:
驻极体
,
SiO2 薄膜
,
微观结构
,
PECVD
,
电子束蒸发
肖慧明
,
温中泉
,
张锦文
,
陈钢进
功能材料
驻极体微型发电机是近期提出的微电子机械系统开发中的一个新领域,驻极体电荷稳定性则是影响驻极体微型发电机性能的关键.用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备SiO2/ Si3N4双层膜,采用电晕充电和热极化方法对材料进行注极形成驻极体,探讨了器件加工工艺及存储环境对双层膜驻极体电荷稳定性的影响.结果表明,电晕充电后SiO2/ Si3N4双层膜的电荷存储稳定性明显优于SiO2单层膜;传统的电晕注极方法仅适用于大面积驻极体的制备,但对微米量级的材料表面不适用;微器件制备的工艺流程对驻极体电荷稳定性有显著影响,但存储环境对热极化驻极体电荷稳定性的影响很小.
关键词:
驻极体
,
微型发电机
,
SiO2/Si3N4双层膜
,
电荷稳定性
,
微器件加工
张晓青
,
夏钟福
,
潘永刚
,
张冶文
功能材料
非晶态二氧化硅(SiO2)具有优良的驻极体性质,可制成微型化、集成化和机敏化的高灵敏度的传感器.但是,热氧化SiO2驻极体膜的高压应力引起微结构变形,对薄膜储电特性形成复杂的影响.利用氮化硅薄膜的高张应力研制成氮化硅/二氧化硅(SiN4/SiO2)双层膜,可使其内应力相互补偿.本文讨论了双层膜驻极体的电荷储存稳定性及电荷输运特性.实验结果表明,Si3N4/SiO2双层膜具有比单层膜更优异的电荷储存稳定性,Si3N4/SiO2双层膜系统的电荷寿命比SiO2驻极体约高两个数量级.常温恒压电晕充电,电荷被储存在Si3N4/SiO2双层膜的近自由面附近,随着充电温度的提高,平均电荷重心向驻极体内部迁移.但是在低于300℃的充电温度下,平均电荷重心不能达到Si3N4和SiO2的界面处.电荷输运受缓慢再捕获效应控制.
关键词:
驻极体
,
双层薄膜
,
电荷储存
,
电荷输运
方舟
,
郭劼
,
张晓青
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅰ).016
探讨多孔聚四氟乙烯(PTFE)/氟化乙丙烯共聚物(FEP)复合膜驻极体的制备和储电性,以及该复合膜驻极体对大肠杆菌的抑制作用.首先通过辊压工艺制备出不同开孔率PTFE/FEP复合膜,利用电晕极化工艺使复合膜成为驻极体,然后利用等温表面电位衰减和开路热刺激放电电流谱的测量表征驻极体中电荷的存储稳定性,最后观察了驻极体膜对大肠杆菌的抑制作用.结果表明,对于相同开孔率的PTFE薄膜,PTFE的厚度越大,复合膜系的电荷储存稳定越好.经过开路热刺激放电(TSD)后,复合膜系中剩余的深阱电荷量约占总电荷量的47％.对于相同厚度的PTFE薄膜,开孔率大的复合膜系的电荷储存稳定性优于开孔率小的复合膜系,这是因为大开孔率导致脱阱电荷迁移途径增长的缘故.作用48h,复合膜驻极体对浓度为100cfu/mL大肠杆菌溶液的抑菌率可达96％.
关键词:
PTFE/FEP复合膜
,
驻极体
,
大肠杆菌
,
抑菌
肖慧明
,
谢文虎
,
陈钢进
功能材料
测定了熔喷聚丙烯驻极体空气过滤材料对离子型(KCl)、极性非离子型(DEHS)两种不同实验气溶胶粒子的过滤性能,研究了粒子的粒径、荷电特性及流动速率对过滤性能的影响,分析了惯性效应、扩散效应和静电效应对粒子捕获能力的贡献.结果表明,熔喷聚丙烯驻极体空气过滤材料对不同气溶胶粒子的捕获能力差别较大,对KCl气溶胶的捕获能力要优于DEHS气溶胶,其原因与驻极体空气过滤材料所具有的特殊的静电效应有关.KCl用作实验气溶胶时,不出现MPPS(最易透过粒径)现象,过滤机理以静电效应为主；DEHS用作实验气溶胶时,MPPS值在0.08μm附近,小于经典单纤维过滤值0.3μm,过滤机理以惯性效应、扩散效应为主,以静电效应为辅.
关键词:
驻极体
,
空气过滤材料
,
熔喷聚丙烯
,
实验气溶胶
,
过滤机理
王飞鹏
,
夏钟福
,
安振连
,
吴越华
,
沈军
功能材料
通过栅控恒压负电晕充电、等温表面电位衰减测量、热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge,TSD)电流谱分析、电荷TSD和压电d33系数测量等方法,首次研究了将旋涂在基片上的含一定溶剂的聚偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))薄膜与多孔聚四氟乙烯薄膜均匀压合形成的多孔PTFE/P(VDF-HFP)双层复合膜系的驻极体性质.从多孔PTFE面充电的双层膜具有较从P(VDF-HFP)面充电优异的多的电荷热稳定性.使用介电谐振谱测量的双层膜的压电d33系数(31pC/N)是传统的铁电聚合物材料PVDF相应值(15 pC/N)的2倍左右.
关键词:
多孔PTFE
,
P(VDF-HFP)
,
驻极体
,
压电性
