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．     

我国驻极体研究进展及其有关问题

本文很据我国近年来研究驻极体的情况，介绍一般进展和所遇到的问题．在驻极体材料中，叙述由材料外注入载流子和极性分子材料本身取向极化的两类电荷，介绍聚合物材料和新近开展研究的无机材料与复合材料．这些材料经过适当方法就可以制成驻极体，着重介绍高温栅控电晕注极方法，它是结合材料热处理和控制电荷均匀量值而获得稳定驻极体．为了鉴别驻极体的优劣，也介绍了测量和估算驻极体寿命的设备．文章中还分析宏观象的有关机理．最后根据驻极体主要效应，阐述在微电子学，传感器件和生物医学等方面的应用和前景．     

静电技术应用专题系列介绍：第三讲 驻极体及其应用

本文介绍了驻极休荷电的机理和种类，荷电情况的描述和测试原理，形成驻极体的几种主要方法及其优缺点等，最后介绍了驻极体在各个领域的应用情况和前景。     

测量用驻极体电容传声器

本文介绍了用于精密声学测量的驻极体电容传声器的结构、设计原理及主要性能。该种传声器的主要特点是采用金属振膜后驻极体结构,因而它既具有电容传声器的灵敏度高,频响平直、动态范围大及稳定性好等优异特性,又兼不需要外加极化电压及可在高潮湿环境下工作的特点。因此特别适宜于与微机配套而形成完整声信号提取和处理装置。在当前的声学研究及环境噪声监测等领域具有广泛应用价值。     

仿生伪装与生物驻极体

本文介绍了人类受到自然界的物质结构的启示,仿照生物的伪装方法、理念来改变人类的设计思路;以及直接利用生物材料或仿制出人工材料使之具有与生物材料有相同的功能．介绍了“仿生伪装”和生物驻极体（具有驻极态特性的生物材料）用于伪装材料方面的实践和发展．     

稳定的驻极体的制备

本文以实验资料和新近理论为依据,论述了稳定的驻极体的制备。在常温下工作的驻极体最好用聚四氟乙烯(PTFE)或聚全氟乙丙烯(FEP)制作;而长期在高温环境中(80—90℃)工作的驻极体,最好用聚二氯对苯撑二甲基(PDCPX)制作。稳定的驻极体的制备,不管用什么方法,极化后的热处理对其稳定性是必要的。     

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     

氟聚合物压电驻极体的压电性及其电荷的动态行为

描述了一种可控微结构的多孔聚合物压电功能膜的制备方法,讨论了采用该工艺制备的聚四氟乙烯(PTFE)和全氟乙丙烯共聚物(FEP)复合膜压电驻极体的压电性能及其热稳定性.通过等温压电系数衰减和短路热刺激放电(TSD)方法,研究了氟聚合物复合膜压电活性热稳定性改善的根源,以及脱阱电荷输运和复合的特性.结果表明,这类氟聚合物压电驻极体膜的准静态压电系数d₃₃可高达2200pC/N;压电系数d₃₃的压强特性在直到20kPa的压强范围内呈现良好的 关键词： 氟聚合物 压电驻极体 热稳定性 电荷动态特性     

聚丙烯孔洞铁电驻极体膜的电极化及其电荷动态特性

根据栅控恒压电晕充电组合反极性电晕补偿充电法的实验结果计算出铁电驻极体的极化强度.结果说明，伴随着薄膜内孔洞气体的Paschen击穿，该铁电体的极化强度随栅压增加而显著上升.利用上述充电方法和热刺激放电(TSD)谱的分析讨论了这类空间电荷型宏观电偶极子，及与其补偿的空间电荷热退极化的电荷动态特性；阐明了这两类俘获电荷的能阱分布，即构成宏观电偶极子的位于孔洞上下介质层内的等值异号空间电荷分别被俘获在深、浅两种能值陷阱内，而位于薄膜表面层的注入空间电荷则被俘获在中等能值陷阱中. 关键词： 反极性电晕补偿充电法 铁电驻极体 充电电流 热刺激放电     

聚合物的结构转变和驻极体

一、引宫近年来国内高校普物实验的改进倾向于采用计算机代替手工调节和测量，但实验的物理内容仍局限于三十年代的范围．在经济条件许可下将新的技术和精密仪器引入普物实验教学有助于增长学生的见识；但实验教学更重要的目的在于启发学生运用自己的物理思想，以力所能及的方法去认识和研究新问题．50年代以后，高分子聚合物在日常生活、工业技术和尖端科学中得到越来越广泛的重要应用，但普物实验迄今未能增加这方面的内容，这是教学中的缺陷．聚合物由粘流态冷却经高弹态到达室温附近的类玻璃态，成为通常所称的塑料．其间经历的结构转变…     

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.     

设计电容驻极体换能器的新原理

在一般驻极体电容传声器中,它的运动部分(驻极体或电极)与后极板间有一层空气隙。因而,若工作在太大的静压力下,或被检测的信号振幅太大时,就会引起传声器灵敏度改变、输出信号产生非线性失真、甚至损坏传声器。为此,Sessler及West提出了多点支撑膜片的技术,这种技术使传声器能在相当高的声压下工作。对于静压力问题,有人在传声器上开小孔以均衡腔内外压力,但是当传声器工作在电离的及有腐蚀性的气体中,以及在液体中,这种结构不再适用。     

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     

仿生伪装与生物驻极体（续）

本文介绍了人类受到自然界的物质结构的启示,仿照生物的伪装方法、理念来改变人类的设计思路 以及直接利用生物材料或仿制出人工材料使之具有与生物材料有相同的功能.介绍了＂仿生伪装＂和生物驻极体（具有驻极态特性的生物材料）用于伪装材料方面的实践和发展.     

基于驻极体麦克风的光压力演示装置

基于驻极体麦克风设计制作了验证及演示光压力的实验装置．将机械调制后的激光照射在驻极体麦克风的膜片上,膜片产生有规律的形变,产生的电压信号由麦克风输出．电压信号经过放大,通过观察示波器的波形变化或万用表的指针摆动,验证并演示了光产生压力的现象．该演示装置将光压转换为声压,间接实测量光压,而且无需真空条件,零件模块化,操作简单．     

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.     

面向空耦电声换能器应用的高性能FEP/PTFE复合膜压电驻极体

压电驻极体(也称为铁电驻极体)是一类具有强压电效应的微孔结构驻极体材料,具有柔韧、低密度、低特性声阻抗等特征,是制备柔性空气耦合声电换能器的理想材料.针对器件对高灵敏度和高温工作环境的应用需求,本文报道高性能氟化乙丙烯/聚四氟乙烯(FEP/PTFE)复合膜压电驻极体的制备和性能表征.研究结果表明,FEP/PTFE膜的特...     

关于室温高温中FEP驻极体热稳定性的研究

本文通过实验对负极化FEP驻极体的热稳定性进行比较研究。从而得出室温高温两种极化方法下FEP驻极体寿命的研究。     

毫米级栅型电场分布FEP薄膜驻极体的制备及其电荷存储性能研究

采用电晕注极和热注极技术, 在厚度为25 μm的氟化乙丙烯共聚物(FEP)表面制备了宽度为2 mm和3 mm的具有栅型电场分布的驻极体, 研究了注极温度和电极宽度对其电荷存储性能的影响. 样品注极后经150天的存储, 栅型电场分布变得清晰而有规律, 覆盖铝电极区电位已衰减至接近零, 未覆盖铝电极区仍保持高电位; 对电极宽度为2 mm和3 mm的样品, 覆盖铝电极区与未覆盖铝电极区的表面电位差分别为110 V和130 V(电场强度差分别为44 kV/cm和52 kV/cm). 表面电位跟踪测试结果表明: 电晕注极样品初始表面电位高于热注极样品; 在相同的注极方法下, 注极温度越高初始表面电位越高, 电极宽度越小初始表面电位越低. 依据电晕注极和热注极原理对实验结果的分析表明, FEP和金属铝在电荷存储性能上的差异是FEP表面蒸镀铝电极后能获得栅型电场分布的原因所在.     

热膨胀处理的聚丙烯蜂窝膜驻极体的压电性

研究了两种商用聚丙烯蜂窝膜(PPCellular)(EUH75和SHD50)的压电性.通过热膨胀技术处理测得上述两种商品膜的压电d33系数分别可达219pC／N和196pC／N.它们比未经处理的样品提高了约两个数量级，而比著名的铁电聚合物PVDF高出一个数量级以上.在强介电气体六氟化硫(SF6)中用高达60kV的电晕电压对EUH75和SHD50样品充电后，讨论了对其压电d33系数的影响的明显差异及其差异的结构根源. 关键词： PP蜂窝膜 压电性 热膨胀技术 介电气体