聚偏氟乙烯薄膜挠曲电效应的实验研究

非均匀应变如应变梯度能够局部破坏晶体的反演对称,在介电材料中产生极化现象,这称为挠曲电效应。挠曲电效应是一种普遍存在的力电耦合现象,且与应变梯度相耦合,在微纳米尺度不可忽略。研究者已经测量了一系列铁电陶瓷材料的挠曲电系数,然而关于聚合物材料挠曲电效应的实验研究相对有限。本文基于四点弯曲实验测量了聚偏氟乙烯材料的挠曲电系数,避免了以往悬臂梁弯曲实验中应变梯度分布不均匀引起的误差,在1~4Hz加载频率范围测量了两种不同厚度聚偏氟乙烯薄膜的挠曲电系数;分析了准静态情况下聚偏氟乙烯材料挠曲电系数的稳定性,并验证了挠曲电系数的尺寸效应。本文工作提供了测量聚偏氟乙烯薄膜挠曲电系数的实验方法,并为基于挠曲电效应的传感、驱动器件设计提供了工程数据。