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.     

多普勒效应与多普勒雷达

1 引言 多普勒效应是指当波源和接收器之间有相对运动时,所接收到的频率不等于波源振动频率的现象.这一现象是1842年由奥地利物理学家多普勒(Christian Doppler)首先在声学上发现的.1930年左右开始将这一规律运用到电磁波范围,1950年左右研制出了第一代多普勒雷达.下面简要介绍多普勒效应及其在雷达中的应用.     

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.     

物理学研究和菲利浦公司的发展

1984年7月14日,在荷兰阿姆斯特丹大学的一次物理学家的聚会上,荷兰物理学家卡什米尔(H.Casimir)作了一个关于时间反演的报告.他用一些简单的比喻生动地阐述了物理学包含的深奥哲理,引起与会者的极大兴趣.有位朋友告诉我,他实际上在四十年代后就离开了物理学研究.在荷兰菲利浦公司任职,其最高职务是该公司的最高决策机构──公司董事会成员. 这对我这个来自中国的学生来说,简直不可置信.我过去知道卡什米尔是个大物理学家,如在量子力学中就有一个卡什米尔算子.菲利浦既是欧洲最大的、也是世界上几大电器制造商之一.它在世界上60个国家里有35…     

功能磁共振成像技术及其在脑科学研究中的应用

功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是用磁共振成像的方法研究人脑和神经系统的功能,它是磁共振成像的一种应用和深入发展.磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是核磁共振成像的简称,它是基于核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)这一物理现象发展起来的.1946年物理学家首先发现核磁共振现象,直到70年代初,它一直沿着高分辨核磁共振波谱学的方向发展.1972年达马迪安(R.Damadian)提出磁共振成像的设想,并指出可以用磁共振成像仪扫描人体检查疾病.1973年劳特伯(P.Lauterbur)在<自然>杂志上发表了用试管样品得到的磁共振截面像,显示了磁共振成像的可能性.从此开始了磁共振成像的发展时期.1980年在实验室中获得了足够清晰的有医学诊断意义的人的头部磁共振图像.磁共振成像仪逐渐形成产业,开始进入医院,主要用于观测人体内部解剖学结构,确定肿瘤和其他疾病的位置.1990年对动物的实验表明,有可能用磁共振成像研究大脑功能.1991年发表了第一幅有意义的人的大脑功能的图像,显示出视觉刺激在大脑的反应,开始了脑功能磁共振成像的研究.至今刚刚过了几年的时间,这一研究领域已经得到了迅速发展.     

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     

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．     

Al72Ni20Co8十次准晶的新结构模型

1984年准晶的发现刚由Shechtman等人发表,立即就有科学家借用英国数学家、物理学家Penrose研究数学上的拓扑问题时提出的拼砌图(tiling pattern)来描述其结构.它至少需要两种结构单元按照一种严格的匹配规则(matching rule)无重叠地铺满整个平面来得到完美的准周期结构.这就带来了疑问：为什么准晶的结构需要两种以上的结构单元?这种严格的匹配规则和长程序如何能在急冷凝固这种非平衡条件下得到保证?研究准周期结构生长模型的物理学家们分别从能量最小稳定和熵最大稳定的角度探讨了如何由两种以上的结构单元得到准周期的结构,并且提出随机拼砌相对于严格匹配的拼砌更稳定的观点,但这一课题仍然具有很大的争议.所有这一切说明了拼砌图在描述准晶生长及稳定性方面困难重重.     

静电场治疗装置

1.静电场治疗装置的基本原理 (1)人和动物组织中存在电偶极子 人和动物的各种组织都是驻极体,即各种组织都是由定向排列的电偶极子构成.由于各种组织的驻极体电位不同,因此在静止伏态下动物和人体各部位之间存在电位差. 构成动物和人体各种组织的电偶极子有别于无机驻极体(压电体)的电偶极子.无机驻极体的电偶极子通常是无对称中心的有极分子,人和动物的骨胶原、腱、筋肉等的分子也是有极分子.但是,人体组织除存在固有的有极分子外,还存在受力时才显现出极性的有极性分子.例如合成多肽,静态时分子无电极性,受切变力作用时呈极性分子的模型.…     

紫外照相

１８０１年法国物理学家里特在研究光谱时发现，在光谱紫光外侧存在一种波长为２５３７的看不见的射线，这种射线被命名为紫外线．一切高温物体如太阳、弧光灯所发出的光线中都含有紫外线．紫外线由于其显著的化学效应，使得它具有广泛的应用，紫外线反射照相就是其应用...     

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...     

Al_(72)Ni_(20)Co_8十次准晶的新结构模型

198 4年准晶的发现刚由Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ等人发表 ,立即就有科学家借用英国数学家、物理学家Ｐｅｎｒｏｓｅ研究数学上的拓扑问题时提出的拼砌图 (ｔｉｌｉｎｇｐａｔ ｔｅｒｎ)来描述其结构 .它至少需要两种结构单元按照一种严格的匹配规则 (ｍａｔｃｈｉｎｇｒｕｌｅ)无重叠地铺满整个平面来得到完美的准周期结构 .这就带来了疑问 :为什么准晶的结构需要两种以上的结构单元 ?这种严格的匹配规则和长程序如何能在急冷凝固这种非平衡条件下得到保证 ?研究准周期结构生长模型的物理学家们分别从能量最小稳定和熵最大稳定的角度探讨了如何由…     

量子霍耳效应发现十周年

 霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应.他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场(如图1),发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电位差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.     

邮票上的光谱学史

前言 光谱学在它各个发展阶段,也许是物理学和化学所有实验技术中最有价值的一种.它的历史可以通过邮票进行全面追踪,就像讲述一篇迷人的故事.虽然有些情节有遗漏,例如,似乎还没有哪一个国家用邮票来纪念过夫琅和费(Fraunhofer,1787-1826,德国物理学家)、本生*(Bunsen,1811-1899,德国化学家)、里德伯(Rydberg,1854-1919,瑞典物理学家)以及埃斯特罗姆(Angstroem,1814-1874,瑞典物理学家)等.然而,这些邮票内容所涉及的范围仍然惊人地完整,用它可以对光谱学历史的大多数方面,进行色彩丰富、饶有趣味的描述.     

超导性

約五十年以前,荷兰低溫物理学家翁那斯(H.K.Onnes)将电流通过凝固了的水银时,得到了一个意外的发現:在絕对零度以上几度时,水銀对电流的阻力完全消失(見图1——水银电阻-溫度曲线)。这个奇异的现象和我們夙知有关大自然的基本观念是相抵触的,直到今天物理学家們仍在寻找它的解释。虽然我們还不够彻底地了解超导性,可是已将一些知道的加以应用了。这篇报告闡述一些这方面的最近工作,說明超导体可能作为低温电子学里的元件。首先談談一个通常金属是怎样导电的。我們知道     

陶瑞宝著《物理学中的群论》(上册)一书读后感

群论这个工具进入大学物理系是有一个历史过程的.在三十年代,世界上只有很少几个大学在物理系设置群论这门课.多数物理学家认为群论仅在讨论晶体结构、固态对称性和分子结构等问题时很有用,而在其它物理分支的研究中群论这个工具则并非必要.四十年代以前,世界上有关群论在物理学中的应用方面的书只有Weyl,van der Waerden和 Wigner[1]的三本经典著作.前二本是数学家写的,目的是兼顾数学家和物理学家使用,虽然作者的思路极其宽广,但关于应用方面写得不够,多数物理学家不能适应.Wigner是最早运用群论的物理学家,他的著作明畅易懂,而且密切结…     

微桔型电子能谱仪

内转换是原子核电磁跃迁的形式之一.用电子能谱仪(即β谱仪)对内转换电子进行测量是一种常用的原子核物理实验手段.由于近十多年来原子核科学和技术的发展,电子能谱仪的发展也很迅速.半导体探测器和它的结合更提高了它的性能和扩大了它的应用范围.更有意义的是,目前已开始利用电子能谱仪在加速器的束流上进行在束核物理实验. 1972年,J.Van Klinken等人[1]首先研究了微桔型(Mini-Orange)内转换电子能谱仪.他们采用高磁性能的永磁材料研制出体积小、结构简单、易于操作和价格低廉的电子能谱仪及其装置系统,它在原子核物理学研究和应用方面很…     

邮票上的物理学史——电磁学的应用(3)无线电(续)

马可尼1901年底接收到越洋信号的实验,用的是一种水银检波器.这种检波器对这次实验的成功是很关键的.马可尼以自己的名义申请了它的专利.但是,1998年几个美国科学家发现了一篇100年前的论文,表明印度科学家博斯(ＪａｇａｄｉｓｈＢｏｓｅ)才是它的发明人(Ｂｏｓｅ是印度一个常见的姓,另一位我们更熟悉的也是姓这个姓的印度物理学家被译为玻色,但按发音应为博斯).博斯(图20,印度1958年)是植物生理学家和物理学家,印度近代科学的开路人,他是英国皇家学会第一名印度籍会员,并于1917年受封为爵士.他1899年3月发表在伦敦皇家学会公报上的论文中描…     

生物物理讲座 第一讲 生物物理研究的某些特点

生物物理学是一门还不太成熟的交叉学科.它以物理学、数学的概念和方法来探索生命的本质,研究生命物质的物理性质和这些物理性质的变化在生命活动过程中的行为和作用,以及研究生命活动的物理及物理化学过程.它研究有生命物质世界的运动规律. 物质世界包活无生命和有生命二个部分.几个世纪以来物理学家把无生命物质世界的规律已研究得比较清楚,而对生命物质世界却了解得十分有限.这个使命落到了生物物理学家的头上.研究物质运动的规律是属于物理学的范畴,但它研究的对象是有生命的生物,因此要介绍生物物理的内容,首先要简单地了解一下生物的…     

退火与极化温度对尼龙11薄膜驻极体内陷阱能级分布的影响

用热释电技术研究了尼龙11薄膜驻极体制备过程中热处理与极化温度对驻极体陷阱能级分布的影响.结果显示，淬火驻极体的热释电流谱上存在四个空间电荷退陷阱电流峰，而在退火处理后则显示两个退陷阱电流峰.采用多点法对热释电流谱进行理论拟合可以将各个退陷阱电流峰分离并得到它们的陷阱深度参数.这些参数进一步表明，淬火尼龙11薄膜驻极体内存在四个空间电荷的陷阱能级，极化温度升高对它们的分布情况影响不大；退火处理后，陷阱能级减少为两个，且随着极化温度的升高，较浅的陷阱能级有明显向较深陷阱能级接近的趋势. 关键词： 尼龙11 薄膜驻极体 热释电 热处理