一、P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为(论文文献综述)
陈智[1](2017)在《THV组成基元的组分比对其驻极体性能的影响及应用研究》文中认为驻极体(electret)又名“永电体”,是一种能够长期储存空间电荷与偶极电荷的电介质材料。近年来,驻极体薄膜材料在传感器应用方面,取得了令人瞩目的发展。由聚合物驻极体材料制备的微振动能量采集器可以有效地将环境中的振动能转化为电能,进而为微型化、便携化和集成化的自驱动系统供能而成为微能源领域研究的热点。但是由于驻极体材料中的电荷存储性能还不够理想,在自然工作环境下电荷将发生衰减,限制了其实用化的进程。研制出电荷存储稳定性能佳、空间电荷和偶极电荷密度高、能抗恶劣环境的驻极体材料已成为当务之急。本文在总结现有聚合物驻极体研究成果的基础上,探索四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和偏氟乙烯(VDF)单体组分比不同的三元共聚物THV材料的驻极体性能,研究了THV220(单体比例为45.8wt%TFE,18.5wt%HFP,35.7wt%VDF)、THV500(单体比例为59wt%TFE,19wt%HFP,22wt%VDF)和THV815(单体比例为76.1wt%TFE,10.9wt%HFP,13wt%VDF)三种驻极体膜内部的电荷行为。在此基础上,制备了三明治型PTFE/THV/PTFE复合驻极体膜,提出了一种基于PTFE/THV/PTFE驻极体膜的微振动能量采集器,并研究了此能量采集器的输出性能。取得的主要成果如下:(1)采用高温熔融热压技术,通过合理控制成膜温度,制备得到了THV220、THV500及THV815三种不同TFE-HFP-VDF单体组分比的三元共聚物薄膜。采用X射线衍射技术测定了薄膜的XRD图谱和结晶度。对结晶度的分析表明,结晶度随THV220、THV500、THV815的次序增大,极化后THV薄膜的结晶度变大。对三种三元共聚物薄膜的介电性能测试表明,THV220的介电常数和介质损耗都大于THV500和THV815。聚合物的介电常数和介质损耗都与其极性大小有关,材料的极性增加,其介电常数增大。THV220中极性基团VDF的含量最高,因而介电常数也就越大,介质损耗也越大。(2)采用热极化方法对THV220、THV500及THV815三种薄膜进行注极,采用表面电位测试方法,研究了在110℃和155℃两种注极温度下获得的驻极体膜在自然存储条件下的静电场稳定性。结果表明,样品的表面电位随注极电场的增加而增大,注极后表面电位衰减速率随THV220、THV500、THV815的次序减少。在110℃注极温度下,THV220驻极体膜表面电位很快就衰减到零,而THV815驻极体膜可稳定在275V左右。在155℃、高注极电场作用下,THV815表面产生异号电荷,即表面电位与注极电场极性相反情况。单面镀电极与未镀电极THV驻极体材料表面电位稳定性比较研究表明,单面镀电极可以提高驻极体电荷储存稳定性。(3)热刺激放电图谱分析得到,三种THV驻极体体内既有偶极电荷又有陷阱电荷。THV220、THV500和THV815在40℃左右都有个与晶体结构有关的偶极子峰。对于由空间电荷引起的峰温和空间电荷峰与坐标轴围成的面积,THV815最大,THV500次之,THV220最小。厚度为320μm样品的空间电荷脱阱放电峰位于高于110μm样品,表明320μm样品具有较多的深阱电荷。(4)采用高温熔融热压技术,将非极性材料PTFE与THV220复合,制备得到了三明治型PTFE/THV/PTFE复合膜材料,通过热极化法对单面镀电极复合膜进行注极,制备得到了PTFE/THV/PTFE复合驻极体膜。采用热刺激表面电位衰减方法,研究了表面经酒精擦拭和未擦拭的复合驻极体样品的电荷存储热稳定性,结果表明,两种样品均呈现表面电位先增加后降低的现象,表面电位最大值度都在125℃处。但酒精擦拭样品的表面电位增加值是初始表面电位的5倍,而未擦拭样品的增加幅度很小。基于此现象,提出了复合膜的电荷存储模型,解释了其电荷存储机制,得出了PTFE/THV/PTFE驻极体膜的静电效应的热稳定性与THV220聚合物层的熔化温度和VDF极性基团有关的结论。(5)设计制备了基于PTFE/THV/PTFE驻极体膜的微振动能量采集器。对其输出性能的测试研究表明,微振动能量采集器在5Hz按压频率下输出功率可以达到2.8μW。超过2000次的实验和100天的测试后微振动能量采集器的输出特性依然保持恒定。进一步证明了PTFE/THV/PTFE复合驻极体膜具有极好的电荷存储稳定性。
梁聪强[2](2013)在《VDF生产工艺流程的Aspen模拟及优化》文中认为在工业上,偏氟乙烯(VDF)主要是用来生产PVDF树脂。VDF主要是通过HCFC-142b (CH3CC1F2)裂解脱HCl制备,而在裂解过程中,也会产生CH3F、C2H3F、152a(CH3CHF2)、C2H2C1F等杂质。VDF单体主要用于聚合,而这个过程对VDF的纯度要求很高。杂质的累积一方面降低了产品VDF纯度,也会破坏精馏系统的操作稳定性。因此,很有必要寻找出一种简单去除杂质的方法。目前还没有相关杂质去除方法的报道。本文以VDF实际生产数据为依据,建立了Aspen Plus模拟模型,在此基础上进行了流程模拟和优化。通过模拟分析,提出了两种对该流程的改造方法,分别为“一塔去除,两塔合并,侧线除杂”方案和“一塔粗分、两塔分别精馏”方案。前者主要在原有流程的基础上进行一些改变,解决了原有流程杂质去除不易的难题,保证了装置运行的稳定性;后者则采用了与原有流程不同的分离方法,最终也可以去除97%以上的杂质,并且回收的142b的纯度也很高,可直接用于裂解,损耗的VDF和142b很少。通过模拟数据与文献数据的对比,验证了NRTL物性方法的正确性。模拟数据与实际操作数据也基本吻合。还对各塔的进料位置、回流比、D:F等操作变量进行了灵敏度分析,并优化了操作变量。侧线除杂塔的能耗相对于改造前的两塔,能耗降低67%。本文还运用Aspen Energy Analyzer对模拟流程进行了换热网络分析,提出了新的换热措施,可以利用一级、二级压缩后的流股对精馏塔T1155再沸器进行加热。该措施可节省热公用工程25.88%,冷公用工程22.73%。
王飞鹏[3](2007)在《新型极性与非极性铁电聚合物驻极体的储电性和压电性》文中研究表明随着电介质材料科学研究的进展,铁电聚合物的概念已不仅局限于传统的具有本征偶极单元(偶极子/畴结构)的极性聚合物,具有孔洞结构的非极性聚合物在经过适当参数的电极化后也可能具有压电、铁电和热释电行为,从而这类被称为“铁电驻极体”的非极性孔洞聚合物驻极体大大扩展了铁电聚合物的范畴。本文以聚丙烯(PP)孔洞膜作为非极性的铁电聚合物驻极体的代表研究对象,讨论了压力膨化处理工艺对PP铁电驻极体膜的驻极体性质的影响,驻极体膜在电晕极化过程中的介电特征,驻极体膜的电荷稳定性及电荷动态特性等。本论文还利用多种驻极体研究手段和方法,对新型的PVDF家族共聚物P(VDF-HFP)的压电活性和电荷动态特性进行了较为全面的分析和讨论。此外,本论文还结合了前人的研究成果和作者的研究工作对两类铁电聚合物的异同作出了较为详尽的表述和总结。 研究和分析了可能显着改善PP孔洞驻极体膜压电活性的压力膨化处理工艺对PP孔洞膜的材料能阱分布及特征、电荷稳定性及电荷动态特性的影响,考察了该工艺削弱驻极体膜电荷稳定性和改善驻极体膜电荷储存能力的两面影响。首次提出并利用电晕充电组合反极性电晕补偿充电的方法,估算了PP铁电驻极体在电晕极化过程中形成的极化强度。并利用该方法研究了PP铁电驻极体在形成过程中的介电行为变化及膜内的两类空间电荷(形成宏观电偶极子的空间电荷和与之呈现补偿关系的空间电荷)的驻极体特征,分析和讨论了宏观电偶极子的形成及其密度变化对驻极体膜的电导率、电荷稳定性和脱阱电荷输运特征的影响:宏观电偶极子的形成和密度的增加提高了驻极体膜的电导率而降低其电荷储存稳定性,宏观电偶极子密度的变化也改变了膜内脱阱电荷的迁移和输运路径,即对具有弱极化强度(较低密度的宏观电偶极子)的孔洞驻极体膜,沉积于孔洞两端上下壁的异性空间电荷脱阱后的迁移和输运主要是通过绕孔洞两侧的介质层,而含有较高密度电偶极子的孔洞膜中的脱阱电荷则是从脱阱位
王飞鹏,夏钟福,吴越华,邱勋林[4](2004)在《P(VDF-TFE-HFP)PTFE双层驻极体膜的压电性》文中提出从具有非均匀力学和电学性质的空间电荷型压电双层膜系的模型出发 ,导出了其压电d33系数的数学表达式 .以具有优异电荷储存能力的聚四氟乙烯 (PTFE)膜作为“刚”性储电层 ,和呈现高弹性顺度的偏氟四氟乙烯和六氟丙烯共聚物P(VDFTFEHFP)膜作为“柔”性层形成了具有非均匀力学和电学性质的P(VDFTFEHFP) PTFE驻极体压电双层膜 .利用准静态压电d33系数测量 ,热刺激放电 (thermallystimulateddischarge ,TSD)电流谱分析和在不同温度下的平均电荷重心迁移等研究了经高温栅控恒压电晕充电后形成的这种新型压电双层膜的驻极体性质及压电特性 .讨论了双层膜的厚度比对压电d33系数的影响 .实验结果说明 :经过优化其制备工艺及充电参数后形成的这类新型双层膜的压电d33系数 (约为 32pC N)明显高于久负盛名的铁电聚合物PVDF(d33=15pC N) .压电d33系数的实验测量值与由上述双层膜压电模型导出的理论计算值基本一致 .讨论了热处理工艺对这类双层膜压电稳定性的改善 .
王飞鹏,夏钟福,吴越华,邱勋林[5](2003)在《P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为》文中进行了进一步梳理通过在Teflon PTFE薄膜上经流延一层P(VDF-TFE-HFP)(简称F2,4,6)薄膜,形成了具有非均匀机械和电学性质的P(VDF-TFE-HFP)/PTFE压电双层膜。本文以栅控恒压电晕充电、等温表面电位衰减测量、压电d33系数等温衰减等方法研究了这种新型双层功能膜的压电性质。结果证明这种双层膜的压电活性及压电性的热稳定性均明显优于久负盛名的传统铁电聚合物PVDF。
王飞鹏,夏钟福,吴越华,邱勋林[6](2003)在《P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为》文中进行了进一步梳理通过在Teflon PTFE薄膜上经流延一层P(VDF-TFE-HFP)(简称F2,4,6)薄膜,形成了具有非均匀机械和电学性质的P(VDF-TFE-HFP)/PTFE压电双层膜。本文以栅控恒压电晕充电、等温表面电位衰减测量、压电d33系数等温衰减等方法研究了这种新型双层功能膜的压电性质。结果证明这种双层膜的压电活性及压电性的热稳定性均明显优于久负盛名的传统铁电聚合物PVDF。
二、P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为(论文提纲范文)
(1)THV组成基元的组分比对其驻极体性能的影响及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 驻极体简介 |
1.2 THV聚合物简介 |
1.3 驻极体研究现状 |
1.3.1 PTFE驻极体研究现状 |
1.3.2 PVDF驻极体研究现状 |
1.3.3 FEP驻极体研究现状 |
1.3.4 THV驻极体研究现状 |
1.3.5 其它共聚物驻极体研究现状 |
1.4 论文研究的目的、意义和内容 |
1.4.1 研究目的和意义 |
1.4.2 研究的主要内容 |
2 实验材料的制备与分析方法 |
2.1 样品的准备 |
2.1.1 THV薄膜制备 |
2.1.2 THV薄膜电极的制备 |
2.2 驻极体的极化方法 |
2.3 驻极体的性能分析方法 |
2.3.1 表面电位衰减测量 |
2.3.2 热刺激放电分析 |
2.3.3 X射线衍射图谱分析 |
2.3.4 介电性能的测量 |
2.4 本章小结 |
3 不同组分比的THV材料的晶相结构与介电性能研究 |
3.1 组分比不同的THV薄膜的结晶性能 |
3.1.1 组分比不同的未极化THV膜的结晶度分析 |
3.1.2 组分比不同的THV驻极体膜的结晶度分析 |
3.1.3 不同状态下THV膜的结晶度对比分析 |
3.2 THV组分比对其介电性能的影响 |
3.2.1 组分比不同的THV材料的介电常数分析 |
3.2.2 组分比不同的THV材料的介质损耗分析 |
3.3 本章小结 |
4 不同组分比的THV驻极体的静电性能研究 |
4.1 THV驻极体的电荷储存性能 |
4.1.1 THV220驻极体电荷存储性能 |
4.1.2 THV500驻极体电荷存储性能 |
4.1.3 THV815驻极体电荷存储性能 |
4.1.4 组分比不同的THV驻极体电荷存储性能对比 |
4.1.5 组分比不同的未镀电极THV驻极体表面电位衰减 |
4.2 THV组分比对其驻极体热刺激退极化特性的影响 |
4.3 本章小结 |
5 PTFE/THV/PTFE三层驻极体薄膜的静电性能及器件设计 |
5.1 PTFE/THV/PTFE驻极体膜的制备 |
5.2 热刺激条件下原始和使用酒精处理的PTFE/THV/PTFE驻极体膜的电荷衰减 |
5.3 电荷产生及机理分析 |
5.4 PTFE/ THV /PTFE驻极体膜微振动能量采集器的设计及性能 |
5.4.1 PTFE/ THV /PTFE驻极体膜微振动能量采集器的设计 |
5.4.2 PTFE/ THV /PTFE驻极体膜微振动能量采集器的性能 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)VDF生产工艺流程的Aspen模拟及优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 课题背景 |
1.2 研究思路与方法 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 文献综述 |
2.1 VDF简介 |
2.1.1 VDF的性质 |
2.1.2 VDF生产技术研究现状 |
2.1.3 VDF生产工艺路线 |
2.1.4 VDF的工业应用 |
2.2 Aspen Plus化工流程模拟软件 |
2.2.1 几种化工流程模拟的算法 |
2.2.2 Aspen Plus简介 |
2.2.3 Aspen Plus单元操作模块介绍 |
2.2.4 Aspen Plus模拟优化技术的运用 |
第三章 VDF生产工艺流程 |
3.1 VDF生产工艺流程介绍 |
3.2 现有VDF装置存在问题 |
第四章 流程模拟与分析 |
4.1 模拟模块的确定 |
4.2 模型的建立 |
4.3 模拟需解决的问题 |
4.4 物性方法的选择 |
4.5 VDF流程模拟与分析 |
4.5.1 模型的验证 |
4.5.2 压缩冷脱工段的参数设置与模拟结果 |
4.6 流程改造方案 |
4.6.1 方案1——“一塔去除、两塔合并、侧线除杂”方案 |
4.6.2 方案2——“塔粗分,两塔分别精馏”方案 |
第五章 换热网络分析与优化 |
5.1 VDF生产工艺流程的换热网络分析 |
5.2 最小传热温差△T_(min)的选取 |
第六章 结论 |
附录 |
参考文献 |
致谢 |
(3)新型极性与非极性铁电聚合物驻极体的储电性和压电性(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 驻极体材料的应用和分类 |
1.3 聚合物的若干性质 |
1.3.1 聚合物的结构 |
1.3.2 聚合物的玻璃化转变 |
1.3.3 聚合物的驰豫行为 |
1.3.4 聚合物的极化与电导 |
1.3.5 聚合物的热刺激退极化/放电 |
1.4 驻极体的基本效应 |
1.4.1 静电效应 |
1.4.2 压电效应 |
1.4.3 热释电效应 |
1.4.4 其它效应 |
1.5 驻极体研究的主要方法 |
1.5.1 样品的极化及表面电位的测量 |
1.5.2 热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge,TSD) |
1.5.3 电荷重心的测量(热脉冲方法) |
1.5.4 压电系数的测量 |
1.6 非极性的孔洞聚合物(PP铁电驻极体)的研究现状 |
1.6.1 备受关注的新型结构功能电介质—孔洞聚合物 |
1.6.2 孔洞聚合物材料的制备 |
1.6.3 孔洞聚合物的电极化 |
1.6.4 极化后的孔洞聚合物(铁电驻极体)的压电性和热释电性 |
1.6.5 极化后的孔洞聚合物(铁电驻极体)的应用 |
1.7 非孔洞的极性聚合物的研究 |
1.7.1 非孔洞的极性聚合物的研究方兴未艾 |
1.7.2 PVDF及其共聚物的研究 |
1.7.3 P(VDF-HFP)共聚物的研究 |
1.8 论题的提出及本文的研究内容 |
1.9 参考文献 |
第2章 压力膨化处理对PP孔洞膜驻极体性质的影响 |
2.1 概述 |
2.2 PP孔洞膜的陷阱能值特征 |
2.2.1 PP孔洞膜中脱阱电荷的迁移模型 |
2.2.2 脱阱电荷的活化能和尝试逃逸频率的估算 |
2.3 压力膨化处理对PP孔洞膜电荷稳定性的影响 |
2.4 电荷TSD的研究 |
2.5 压力膨化处理前后PP孔洞膜驻极体的脱阱电荷输运 |
2.6 本章小结 |
2.7 参考文献 |
第3章 PP铁电驻极体膜的电极化及其电荷动态特性 |
3.1 概述 |
3.2 以电晕充电组合反极性补偿电晕充电法估算孔洞驻极体膜的极化强度 |
3.3 PP铁电驻极体极化强度的计算和栅压V_g对其极化强度的影响 |
3.4 PP铁电驻极体膜中两类电荷的动态特性 |
3.5 本章小结 |
3.6 参考文献 |
第4章 宏观电偶极子对PP铁电驻极体膜的电荷储存及其动态特性的影响 |
4.1 概述 |
4.2 实验描述 |
4.3 宏观电偶极子的形成及其密度的变化对孔洞膜充电电流及电导率的影响 |
4.4 宏观电偶极子对PP孔洞膜电荷稳定性的影响 |
4.5 TSD电流谱的研究 |
4.6 本章小结 |
4.7 参考文献 |
第5章 P(VDF-HFP)共聚物驻极体薄膜的压电性和电荷动态特性 |
5.1 新型的PVDF家族共聚物P(VDF-HFP) |
5.2 以恒压电晕充电组合0栅压的反极性电晕补偿充电法估算PVDF铁电薄膜的极化强度 |
5.2.1 PVDF铁电聚合物薄膜极化强度的估算 |
5.3 P(VDF-HFP)样品的制备及实验描述 |
5.3.1 P(VDF-HFP)共聚物薄膜样品的制备 |
5.3.2 恒压电晕充电组合0栅压的反极性电晕补偿充电 |
5.3.3 样品的热刺激放电特性研究和压电活性的测量 |
5.4 P(VDF-HFP)共聚物驻极体薄膜极化强度的测量和估算 |
5.5 P(VDF-HFP)驻极体薄膜压电活性的研究 |
5.6 P(VDF-HFP)中HFP含量,及机械热拉伸工艺对共聚物薄膜驻极体性质的影响 |
5.6.1 HFP组元含量及机械热拉伸工艺对共聚物薄膜驻极体性质的影响 |
5.6.2 共聚物薄膜结晶度及其机械性质的研究 |
5.7 P(VDF-HFP)驻极体薄膜的电荷动态特性 |
5.7.1 电荷衰减的动态特性 |
5.7.2 热释电行为 |
5.8 本章小结 |
5.9 参考文献 |
第6章 极性与非极性铁电聚合物驻极体材料的共性及其特征 |
6.1 概述 |
6.2 极性与非极性铁电聚合物驻极体材料间的差异 |
6.2.1 极化前的两类聚合物的特征 |
6.2.2 两类铁电聚合物的极化机理 |
6.2.3 极化后的两类铁电聚合物 |
6.3 极性与非极性铁电聚合物驻极体材料间的共性 |
6.4 参考文献 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 本论文的创新 |
7.3 展望 |
致谢 |
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为(论文提纲范文)
1 引言 |
2 实验 |
3 结果与讨论 |
3.1 双层驻极体膜的电荷稳定性 |
3.2 双层驻极体膜的压电性 |
4 结论 |
四、P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为(论文参考文献)
- [1]THV组成基元的组分比对其驻极体性能的影响及应用研究[D]. 陈智. 杭州电子科技大学, 2017(02)
- [2]VDF生产工艺流程的Aspen模拟及优化[D]. 梁聪强. 华东理工大学, 2013(06)
- [3]新型极性与非极性铁电聚合物驻极体的储电性和压电性[D]. 王飞鹏. 同济大学, 2007(05)
- [4]P(VDF-TFE-HFP)PTFE双层驻极体膜的压电性[J]. 王飞鹏,夏钟福,吴越华,邱勋林. 物理学报, 2004(05)
- [5]P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为[J]. 王飞鹏,夏钟福,吴越华,邱勋林. 仪器仪表学报, 2003(S2)
- [6]P(VDF-TFE-HFP)/PTFE双层膜的驻极体行为[A]. 王飞鹏,夏钟福,吴越华,邱勋林. 首届信息获取与处理学术会议论文集, 2003(总第110期)