电晕充电多孔PTFE/PP复合驻极体过滤材料的电荷存储特性

报道采用电晕充电方法，对用高温熔融粘合工艺制备得到的双向拉伸多孔PTFE与PP复合过滤材料进行驻极体改性，并采用热刺激放电和表面电位测量等方法研究了材料的电荷存储稳定性,根据驻极体相关理论，对实验结果进行了解释. 结果表明，电晕充电的多孔PTFE/熔喷或纺粘PP覆膜材料中，既存在空间电荷又存在极化电荷，复合膜的界面是电荷陷阱的主要来源. 从不同面对复合膜材料进行充电时，材料具有完全不同的电荷存储特性. 由于材料体内空间电荷和极化电荷的极性相反、相互补偿，表面电位测定并不能真正反映材料内部电荷的存储状态. 关键词： 驻极体 电晕充电 聚合物复合膜 热刺激放电     

多孔聚四氟乙烯/氟代乙烯丙烯共聚物复合驻极体材料的压电效应研究

采用高温熔融和电晕充电方法制备了由聚四氟乙烯/氟代乙烯丙烯共聚物复合而成的空间电荷驻极体压电膜.借助准静态压电系数测量，研究了制备工艺对复合膜压电活性的影响.根据Kacprzyk等提出的复合驻极体膜的压电模型，结合等温表面电位衰减和压电系数衰减测量结果，讨论了驻极体复合膜系统中的压电性产生机制.结果表明，压电效应的大小不仅取决于俘获在材料中的电荷密度的大小，还与被俘获电荷在材料中的存在形式和分布有关. 关键词： 空间电荷驻极体 压电效应 聚合物复合膜     

电晕充电的聚丙烯无纺布空气过滤膜的电荷储存及稳定性

讨论了用作空气过滤材料的聚丙烯（polypropylene，PP）无纺布驻极体的电荷储存能力及 其稳定性. 研究了温度和环境湿度对电荷稳定性的影响，并从材料形貌特征和能阱结构方面 分析了电荷储存对湿度敏感效应的结构根源. 指出热处理工艺（包括常温充电后老化和高温 充电）对电荷稳定性的明显改善. 结果说明PP无纺布驻极体在常温常湿时呈现出很好的电荷 储存寿命，脱阱电荷的输运规律受慢再俘获效应控制. 关键词： 聚丙烯无纺布 驻极体 电荷稳定性 湿度和温度     

聚四氟乙烯多孔薄膜驻极体的电荷储存稳定性

利用在室温和高温下的栅控恒压电晕充电,常温电晕充电后经不同温度老化处理后的表面电位衰减测量,及开路热刺激放电(ThermallyStimulatedDischarge,TSD)研究了正负充电后PTFE(Polytetrafluoroethylene)多孔薄膜驻极体的电荷储存稳定性.PTFE多孔膜,PTFE非多孔膜(TeflonPTFE)和FEP(TetrafluoroethylenehexafluoropropyleneCopolymer)非多孔膜(TeflonFEP)间的电荷储存稳定性的比较研究也已进行.通过等温退极化程序,对上述三种薄膜驻极体的电荷储存寿命(有效时间常数)τ进行了定量估算.结果指出:在有机驻极体材料中,对正负充电后两种极性驻极体样品的PTFE多孔薄膜驻极体均呈现最优异的电荷储存稳定性,尤其是在高温条件下.通过扫描电镜(SEM)对这种新结构的氟聚合物驻极体材料的突出电荷储存能力和结构根源也已初步讨论. 关键词： 聚四氟乙烯 多孔膜 驻极体 电荷稳定性     

充电栅压对聚四氟乙烯多孔膜驻极体储电能力的影响

利用室温下栅控恒压电晕充电、热脉冲技术、开路热刺激放电电流谱以及对在充电过程中通过样品电流的监测等方法，系统地研究了充电栅压对具有开放性孔洞结构的聚四氟乙烯（PTFE）多孔膜储电能力的影响，并讨论了导致这类影响的电荷动力学特性和材料的微结构根源 .结果显示，过高的充电栅压会导致沉积电荷密度下降和电荷衰减加剧，不利于这类新结构 功能材料压电活性的提高及其热稳定性的改善.合理的优化充电条件能使负极性充电PTFE多 孔膜驻极体在有机聚合物材料中显示优异的储电能力及电荷稳定性，并改善其作为双极性空 间电荷型压电传 关键词： 聚四氟乙烯 驻极体 储电能力 多孔膜     

我国驻极体物理、材料及其应用

本文简要叙述了驻极体的定义，发展简史和内容，并着重扼要介绍了我国近几年在驻极体物理、材料及应用方面的状况，也简要提及驻极体的将来发展．     

厚度对非极性聚合物薄膜驻极体电荷储存及电荷动态特性的影响

以Du Pont公司的商用Teflon FEP A型薄膜为例，通过热脉冲技术、等温表面电位衰减测量和开路热刺激放电电流谱分析等实验结果，讨论了经常温和高温电晕充电后样品厚度对薄膜驻极体的沉积电荷密度、薄膜驻极体的内电场、体电导率以及电荷储存稳定性的影响.通过热脉冲技术组合电导率温度曲线的测量，研究了在不同温度条件下样品厚度对沉积电荷层的平均电荷重心移动的影响.结果表明：在充电参数一定的条件下，随着膜厚的降低，储存电荷密度上升，但电荷稳定性有所下降.因此，合理地调控薄膜厚度，可以有效地优化驻极体的电荷储存能 关键词： 厚度 驻极体 电荷储存能力 电荷稳定性     

驻极态与伪装材料

本文介绍了几个学科互渗交叉,而得到深入发展的驻极体材料的研究历史、发展和未来的动向．特别指出了驻极态的研究是一个具有共性的基础理论课题．本文又特别介绍了驻极体（具有驻极态特性的材料）用于伪装材料方面的实践和未来发展方向,以及开发伪装（隐身）材料的意义．     

正充电聚四氟乙烯薄膜驻极体的电荷储存及其动态特性

研究了栅控恒压正电晕充电的聚四氟乙烯（PTFE）薄膜驻极体的电荷储存与 输运特性.结果显示在100℃以下的较低温区和高于150℃，尤其是高于180℃的较高 温区内慢再俘获效应控制着脱阱电荷的输运；而在约100—150℃的温区内快再俘获效应占主导地位.初始表面电位的增加将导致电荷密度衰减加剧，通过合理控制充电参数和组合 热处理工艺，可使同样储存有足够高的电荷密度的正负充电的PTFE薄膜驻极体既显示出相近 的电荷储存寿命，又具有突出的电荷稳定性. 关键词： 聚四氟乙烯 正充电驻极体 交越现象 电荷稳定性 电荷 输运     

主客体掺杂型非线性光学聚合物驻极体 DR1/PMMA膜中空间和偶极 电荷的相互作用特性

运用热刺激放电、表面电位衰减和电光效应的检测等手段,对主客体掺杂型非线性光学聚合物驻极体ＤＲ１／ＰＭＭＡ膜中空间和偶极电荷的相互作用特性进行了研究．结果表明,在极化后的样品中,被样品表面或体内的各类陷阱捕获的大部分空间电荷所处的陷阱能级高于极性生色团分子的定向排列产生的偶极电荷的束缚能级,空间电荷对偶极电荷有强烈的束缚作用．空间电荷衰减将导致材料内的电场分布发生变化,并引起极性生色团分子的松弛．空间电荷稳定性决定着偶极电荷的寿命     

恒流电晕充电对聚四氟乙烯多孔薄膜驻极体驻极态的影响

利用常温下恒流和恒压电晕充电、充电后的等温表面电位衰减、热刺激放电和扫描电镜等实 验手段研究了恒流和恒压电晕充电技术对聚四氟乙烯多孔薄膜驻极体驻极态的影响.与恒压电晕充电相比较，恒流电晕充电时由于流过薄膜的电流恒定，增加了注入电荷在多孔结构厚度方向界面处的俘获概率，使沉积电荷密度上升，改善了驻极体的储电能力.然而，这些位于不同层深多孔界面处的俘获电荷在这类功能膜储存或使用过程中，经外激发从脱阱位置 以跳动（hopping）模式输运至背电极的路径相对缩短将导致脱阱电荷衰减较快. 关键词： 恒流电晕充电 聚四氟乙烯多孔膜 驻极体 电荷稳定性     

压力膨化处理对正极性聚丙烯蜂窝膜的驻极体性质的影响

压力膨化处理工艺能够显著改善聚丙烯蜂窝薄膜（cellular polypropylene） 驻极体的压 电活性.通过热脉冲技术、表面电位衰减测量及TSD 电流谱分析等研究了经恒压正电晕充电 的聚丙烯蜂窝膜的陷阱能级分布特征，讨论了压力膨化处理工艺对这类蜂窝膜驻极体电荷稳 定性及电荷输运特性的影响.结果说明，PP 蜂窝膜内存在着位于中能级区的能值各异的三种 分立陷阱，深能值陷阱和浅能值陷阱的大多数位于孔洞膜近表面的体层或体内，而中等能值 陷阱则主要位于自由面附近.压力膨化处理改变了PP 蜂窝膜的能阱状态并在一定程度上降低 了这类孔洞膜驻极体的电荷储存稳定性，但没有明显影响其由慢再俘获效应占主导地位的脱 阱电荷输运特性. 关键词： 压力膨化处理 聚丙烯蜂窝膜 驻极体 电荷储存与陷阱分布 电荷输运     

宏观电偶极子对聚丙烯铁电驻极体膜电荷储存及其动态特性的影响

利用栅控恒压电晕充电组合反极性电晕补偿充电法，研究了孔洞(单元电畴)内分布的空间电荷型宏观电偶极子的形成，及其增长对聚丙烯孔洞膜电极化期间的电流特性及电导率的影响. 借助等温表面电位衰减测量、开路和短路热刺激放电电流谱分析等，讨论了宏观电偶极子及其密度变化时的聚丙烯孔洞驻极体膜电荷储存稳定性及电荷动态特性. 实验结果说明：由电极化形成的宏观电偶极子的自身电场提高了聚丙烯孔洞驻极体膜的电导率，从而降低了驻极体膜电荷储存的稳定性. 对呈现弱极化强度的孔洞驻极体膜，以孔洞为畴结构基本单元内的宏观电偶极子，其两性空间电荷的大部分仅仅分别沉积在透镜状孔洞上下两壁的两端. 外激发脱阱电荷从脱阱位置的输运路径，主要是绕孔洞两边沿介质层迁移；而极化强度较高的样品，其两性电荷则分别分布在上下两壁的宽广区域内，脱阱电荷的大部分在驻极体电场驱动下从脱阱位置通过孔洞层间的介质层迁移并衰减.     

主客体掺杂型非线性光学聚合物驻极体DR1/PMMA膜中空间和偶极电荷的相互作用特性

运用热刺激放电、表面电位衰减和电光效应的检测等手段,对主客体掺杂型非线性光学聚合物驻极体DR1/PMMA膜中空间和偶极电荷的相互作用特性进行了研究．结果表明,在极化后的样品中,被样品表面或体内的各类陷阱捕获的大部分空间电荷所处的陷阱能级高于极性生色团分子的定向排列产生的偶极电荷的束缚能级,空间电荷对偶极电荷有强烈的束缚作用．空间电荷衰减将导致材料内的电场分布发生变化,并引起极性生色团分子的松弛．空间电荷稳定性决定着偶极电荷的寿命. 关键词：     

聚丙烯孔洞驻极体膜的化学表面处理及电荷稳定性

利用热刺激放电(Thermally Stimulated Discharge, TSD)电流谱、在线电荷TSD、电荷等温衰减测量和衰减全反射(Attenuated Total Reflection, ATR)红外光谱分析，本文系统地研究了经化学表面处理(萃取、氧化及氢氟酸)的聚丙烯(PP)孔洞驻极体膜的电荷储存稳定性及电荷稳定性提高的原因.结果表明：经适当地氧化和氢氟酸室温处理试样的TSD电流谱中在温位约为184℃处出现原膜所没有的非常强的新峰，电荷热稳定性得到显著的提高，这一电荷热稳定性通过高温充电工艺得到进一步地改善；适当延长室温下氢氟酸处理的时间或延长氧化时间，都会使处理膜的电荷稳定性得到提高.理论分析表明在线电荷TSD测量法可给出线性升温过程中电荷重心及驻极体电荷量变化的综合信息，结合TSD电流谱和初始电荷重心位置的测量，可精确地考察线性升温过程中电荷重心的在线变化. 关键词： 聚丙烯孔洞膜 表面氧化 氢氟酸处理 电荷稳定性 在线电荷TSD     

界面极化注极聚丙烯薄膜驻极体的电荷存储特性研究

本文报道一种基于双层介质界面极化机理的新型驻极体注极技术: 借助辅助层对PP薄膜进行注极. 采用表面电位测试方法考察了注极温度、注极电压对所获PP薄膜驻极体电荷存储性能的影响, 并利用热刺激放电技术研究了其高温电荷存储性能, 同时测试了PP薄膜驻极体在X和Y方向的静电场分布. 结果表明: 界面极化注极是一种比电晕注极更为优异的驻极体形成方法. 在一定温度下, 驻极体表面电位随注极电压的增加而增加, 而且两者呈线性关系, 这一结果与注极过程的电荷积聚方程的分析完全一致. 注极温度的影响研究表明, 在保持注极电压不变(注极电压范围为0.5–3.0 kV)的情况下, 温度低于75 ℃时, 温度的变化对于注极效果的影响不明显; 当注极温度大于75 ℃ 时, PP薄膜驻极体的表面电位随注极温度的增加而增加. 表面电位随时间的变化研究表明, PP薄膜驻极体具有良好的电荷存储稳定性. 对其表面电位分布的测试表明, 界面极化注极所形成的PP薄膜驻极体呈现均匀的静电场分布.     

基于压电驻极体的微能量采集

综述了以压电驻极体换能器为核心部件的微能量采集研究,包括压电驻极体的基本物理原理和性能特点,以及该材料在微能量采集领域的应用研究.压电驻极体是具有微孔结构的驻极体材料,其压电效应是基体聚合物的驻极体性能和材料微孔机械结构协同作用的结果,是一类新型人工微结构柔性机电耦合材料.压电驻极体以强压电效应、柔韧、低密度、低声阻抗、薄膜型等为特征,是制备轻量化柔性传感器和机械能量采集器的理想换能材料.压电驻极体已被应用于振动能量采集器、人体运动能量采集器、以及声能采集器的研究中.根据压电驻极体膜受力方向的不同,可以将能量采集器的工作模式分为33模式和31模式两种.本文对基于压电驻极体的三类能量采集器的研究状况进行综述,并讨论未来的发展方向.     

人工调控微结构压电驻极体的热稳定性和电荷动态特性

利用表面带有周期性结构的硬质模板,通过冷压工艺将周期结构图案复制到多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜表面,再经过热黏合工艺与致密氟化乙丙烯共聚物(FEP)薄膜复合,制备出了高度有序的微孔结构复合膜,并用电晕充电的方法对复合膜进行极化处理,最终获得氟聚合物复合膜压电驻极体.借助对这类复合膜压电驻极体介电谐振谱的测量,得到了材料的杨氏模量.并利用等温热老化工艺对它们的压电系数d33的热稳定性进行了考察.最后通过短路热刺激放电谱的测量和分析,讨论了该复合膜在热老化处理后的电荷动态 关键词： 有序结构 压电驻极体 压电性 电荷动态特性     

Si基Si3N4/SiO2双层膜驻极体的电荷储存与输运

利用等温表面电位衰减及热刺激放电(thermally stimulated discharge,TSD)方法探讨了恒栅压电晕充电经常压化学气相沉积(APCVD)的Si基Si3N4和热生长SiO₂双层薄膜驻极体电荷的存储特性.结果表明:在常温环境中,300℃高温下,以及95%相对湿度时的60℃条件下,所有试样表现出极好的电荷储存稳定性.对于负电晕充电试样,其电荷输运受慢再捕获效应(slow retrapping effect)控制;用热离子发射模型来描述了正电晕充电Si₃N₄/SiO₂驻极体的正电荷输运特性. 关键词： 驻极体 薄膜 电荷储存 热离子发射     

基于单极性驻极体薄膜的振动能俘获研究

利用电晕充电方法成功制备了单极性交联聚丙烯(IXPP)驻极体膜,并设计、制备了基于该驻极体膜的振动能量采集器.通过表面电位的测量,研究了IXPP驻极体膜的电荷储存稳定性;通过测量振动能量采集器样品的准静态和动态电荷灵敏度,考察了能量采集器的机电耦合性能,研究了能量采集器在{3-3}模式下对环境振动能的俘获.结果表明,用-13 kV的电晕电压与-2.0 kV的栅极电压给单面镀铝电极的IXPP样品充电,在实验室环境下放置15天后获得-680 V稳定的表面电位;利用准静态方法测量器件样品的电荷灵敏度,在1.3 kPa压强下,样品的准静态电荷灵敏度M高达1800 pC/N;对于有效面积为13 cm~2的能量采集器,当振子质量为42.2 g,在共振频率70 Hz处,样品在最佳负载电阻80 M?附近的输出功率为5μW.