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掺杂电压稳定剂改性聚偏氟乙烯基介电薄膜的储能性能研究
1
作者 李琳 郑楷川 +6 位作者 马海鑫 牛晟堃 于浩 张健 邢照亮 张天栋 迟庆国 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期16-23,共8页
聚偏氟乙烯的三元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(P(VDF-TrFE-CFE),简称PVTC)因具有较高的相对介电常数而有望作为新型电容器薄膜材料。本文首先通过优化薄膜制备的热压工艺来调控PVTC的晶相结构,探讨不同热压温度对PVTC薄膜晶... 聚偏氟乙烯的三元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(P(VDF-TrFE-CFE),简称PVTC)因具有较高的相对介电常数而有望作为新型电容器薄膜材料。本文首先通过优化薄膜制备的热压工艺来调控PVTC的晶相结构,探讨不同热压温度对PVTC薄膜晶相结构的影响;然后利用溶液流延法制备掺杂低含量电压稳定剂芳香酮类小分子4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮(ALRB)的PVTC复合薄膜,系统研究ALRB掺杂含量对复合薄膜电学性能的影响规律及机制。结果表明:结果表明:当热压温度为180℃时,PVTC薄膜内部形成了α晶相、β晶相和γ晶相共存的多相结构,对其介电性能和储能性能提升效果显著。适量的电压稳定剂ALRB能够耗散高能电子能量,提高PVTC薄膜的绝缘性能。当ALRB质量分数为0.5%时,PVTC/ALRB复合薄膜的电气强度达到了485.7 kV/mm,储能密度和充放电效率分别为12.12 J/cm^(3)和64.4%。 展开更多
关键词 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯) 复合薄膜 电压稳定剂 储能性能
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防护口罩用改性长效聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)压电纤维膜的制备及其性能 被引量：1
2
作者 张晋 张林军 +4 位作者 解云川 王健 贾寅峰 路涛 张志成 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期26-32,共7页
聚丙烯(PP)熔喷布表面自由电荷易在湿气等作用下流失,导致过滤层及口罩快速失效。针对以上问题,采用静电纺丝技术在PP熔喷布基体上制备压电聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))纤维层,得到PP熔喷布/P(VDF-TrFE)改性过滤层。探究了纺丝... 聚丙烯(PP)熔喷布表面自由电荷易在湿气等作用下流失,导致过滤层及口罩快速失效。针对以上问题,采用静电纺丝技术在PP熔喷布基体上制备压电聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))纤维层,得到PP熔喷布/P(VDF-TrFE)改性过滤层。探究了纺丝工艺对压电纤维形貌和结构的影响,进一步分析了改性过滤层经过水洗、蒸汽等耐久性处理后的静电压、烟雾过滤效率和透气性的变化。结果表明:PP熔喷布/P(VDF-TrFE)改性过滤层对PM_(2.5)的过滤效率较PP熔喷布提高了25%,在进风量为85 L/min时的过滤效率提升了27.5%;经过2次水洗、紫外线照射、蒸煮消毒等方式处理后的改性过滤层,其表面电荷具有多次弯折后可再生的特点,过滤效率维持在90%,有效提高了口罩的防护效率和使用寿命,压电材料在外力作用下可产生束缚电荷,改善了过滤层负载电荷的稳定性,从而提升了口罩防护的长效性和安全性。 展开更多
关键词 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯) 聚丙烯熔喷布 静电纺丝 压电材料 长效过滤防护 呼吸气阻 口罩
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基于弛豫型铁电三元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯代偏氟乙烯)热释电性能的能量采集研究（英文）
3
作者 朱红英 王相虎 +2 位作者 王致杰 王珺 郭群超 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期538-542,共5页
研究了利用弛豫型铁电三元聚合物薄膜P(VDF-TrF E-CFE)的热释电性质,以温度波动作为初始能量形式进行热电能量的采集。由于该聚合物薄膜在发生由温度变化诱导的纳米极性区极化机制转换时,介电常数表现出明显的非线性变化,所以可以结合Er... 研究了利用弛豫型铁电三元聚合物薄膜P(VDF-TrF E-CFE)的热释电性质,以温度波动作为初始能量形式进行热电能量的采集。由于该聚合物薄膜在发生由温度变化诱导的纳米极性区极化机制转换时,介电常数表现出明显的非线性变化,所以可以结合Ericsson循环实现热电能量采集。实验结果显示,最佳能量采集温度区间为20^-20℃,利用不同温度下的单极性电滞回线进行Ericsson循环模拟,两种模拟方式分别实现能量采集最大值和最小值,并从微观角度给出了两种模式的解释。同时研究了温度波动和外加电场对能量采集的影响。在外加电场100 kV·mm-1、温度波动为40℃的情况下,能量采集值达到3 483 mJ·cm-3。与单晶材料相比,能量采集值提高了10倍。当工作温度降低至室温时,材料具有柔性,在能量采集方面具有应用潜力。 展开更多
关键词 能量采集 热释电效应 三元聚合物 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯代偏氟乙烯) 温度波动
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衬底对聚偏氟乙烯–三氟乙烯基纳米能量发生器压电性能的影响
4
作者 刘茜 李洁 +2 位作者 方兆舟 舒落生 李迎春 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期17-22,共6页
采用旋涂工艺制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF–TrFE)薄膜,在此基础上设计并制备了不同衬底的"三明治"式柔性纳米能量发生器。傅里叶变换红外光谱测试结果表明PVDF–TrFE薄膜β相含量为16.14%,准静态压电应变常数d33测试结... 采用旋涂工艺制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF–TrFE)薄膜,在此基础上设计并制备了不同衬底的"三明治"式柔性纳米能量发生器。傅里叶变换红外光谱测试结果表明PVDF–TrFE薄膜β相含量为16.14%,准静态压电应变常数d33测试结果显示其d33值为10.1 pC/N。分别采用玻璃、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)作为衬底材料,研究其对能量发生器压电性能的影响。结果表明,在KDL–02/02L冲击锤作用下具有最低拉伸弹性模量的PET衬底纳米能量发生器显示出最高的电压输出(2.13V),此外在12 Hz激励下,PET衬底纳米能量发生器产生最高的压电电压(1.01 V)。在多达1000次的不间断机械振动下,PET衬底纳米能量发生器显示出优良的电学稳定性和机械稳定性。 展开更多
关键词 聚偏氟乙烯–三氟乙烯 纳米能量发生器 压电 衬底
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温度和存储周期对聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)超薄膜极化性能的影响
5
作者 时志 李兴佳 +4 位作者 张修丽 孟祥建 黄志强 张丹丹 徐红霞 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期90-97,共8页
研究不同存放周期条件下聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))电容器样品的极化反转性能,分析温度和存放周期对极化反转性能的影响规律。研究结果表明,存放5个月的样品,经过60℃,106次化反转测试,其相对剩余极化强度Pr/Pr0仍高达0.70以上... 研究不同存放周期条件下聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))电容器样品的极化反转性能,分析温度和存放周期对极化反转性能的影响规律。研究结果表明,存放5个月的样品,经过60℃,106次化反转测试,其相对剩余极化强度Pr/Pr0仍高达0.70以上,表现出良好的时效稳定性。通过研究P(VDF-TrFE)样品极化反转性能的演化规律,预测了极化反转调控的P(VDF-TrFE)样品时效稳定性模型。通过模拟P(VDF-TrFE)分子链微观结构演变过程,给出了电活性界面层对分子链中氟化氢气体形成的抑制模型,建立存放周期和测试温度对样品极化性能影响的分子链微观结构机制,进一步验证了界面层作用的陷阱电荷密度减小,同时关联的时效稳定性微观动力学行为。本工作的研究结果为柔性电子器件的应用提供理论参考。 展开更多
关键词 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)超薄膜 时效稳定性 抑制氟化氢生成模型 极化反转
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聚偏氟乙烯共聚物薄膜铁电性能和电容特性研究 被引量：3
6
作者 宋江闯 赵会玲 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期152-154,共3页
制备了以聚苯乙烯磺酸(PSSH)为上下界面层的聚(偏氟乙烯)(PVDF)二元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]及聚(偏氟乙烯-氯氟乙烯)[P(VDF-CTFE)]的三明治结构电容器,研究了P(VDF-TrFE)和P(VDF-CTFE)2两种共聚物薄膜的铁电性能和电... 制备了以聚苯乙烯磺酸(PSSH)为上下界面层的聚(偏氟乙烯)(PVDF)二元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]及聚(偏氟乙烯-氯氟乙烯)[P(VDF-CTFE)]的三明治结构电容器,研究了P(VDF-TrFE)和P(VDF-CTFE)2两种共聚物薄膜的铁电性能和电容特性。结果表明,厚度为60nm的Ti/PSSH/P(VDF-TrFE)/PSSH/Ti超薄薄膜表现出优异的铁电性能;而厚度为100nm的Ti/PSSH/P(VDF-CTFE)/PSSH/Ti薄膜表现出较好的电容特性,存储能量密度高达60J/cm3。研究结果为其在电子器件上的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 铁电性 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯) 聚(偏氟乙烯-氯氟乙烯) 电容性 超薄薄膜
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PZT/P(VDF-TrFE)复合材料的静电纺丝制备及其特性 被引量：3
7
作者 苏丹 廖道坤 +2 位作者 占必红 王春喜 李晓天 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期87-90,共4页
自行搭建了静电纺丝平台,制备了锆钛酸铅陶瓷粉末与聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)复合材料纳米纤维膜。使用扫描电子显微镜观测了纳米纤维膜的表面形貌特征,使用X线衍射检测了纳米纤维膜中聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相。探究了锆钛酸铅陶瓷质量分... 自行搭建了静电纺丝平台,制备了锆钛酸铅陶瓷粉末与聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)复合材料纳米纤维膜。使用扫描电子显微镜观测了纳米纤维膜的表面形貌特征,使用X线衍射检测了纳米纤维膜中聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相。探究了锆钛酸铅陶瓷质量分数对纳米纤维直径的影响和对其内聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相影响。实验结果表明,使用静电纺丝法制备锆钛酸铅陶瓷粉末与聚偏氟乙烯三氟乙烯复合材料膜时,考虑到纳米纤维的形貌质量与纺丝过程的难易度,合适的锆钛酸铅陶瓷粉末质量分数应为4%。 展开更多
关键词 静电纺丝 锆钛酸铅陶瓷 聚偏氟乙烯三氟乙烯 纳米纤维膜 表面形貌
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含电活性界面层有机铁电纳米薄膜的疲劳性能 被引量：1
8
作者 张修丽 侯莹 +2 位作者 吕昭月 徐国强 徐海生 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期260-264,共5页
采用3种类型的电活性界面层材料,如高介电常数材料酞菁铜(CuPc)、电子导体原位合成的聚(乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT-PSSH)以及离子导体聚乙烯基磷酸(PVPA)和商业的PEDOT-PSSH(BaytronP),研究了界面层对铁电共聚物薄膜的疲劳... 采用3种类型的电活性界面层材料,如高介电常数材料酞菁铜(CuPc)、电子导体原位合成的聚(乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT-PSSH)以及离子导体聚乙烯基磷酸(PVPA)和商业的PEDOT-PSSH(BaytronP),研究了界面层对铁电共聚物薄膜的疲劳特性的影响。研究结果表明,三种类型的电活性界面层材料,包括电子、离子导体和含偶极子的高介电常数材料都能为铁电薄膜提供补偿电荷从而提高器件的铁电疲劳性能。 展开更多
关键词 聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)共聚物 铁电体 纳米薄膜 电活性界面层 疲劳
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界面缓冲层对全旋涂式PVDF–TrFE/ZnO量子点传感器压电性能的影响 被引量：1
9
作者 李洁 王晨 +3 位作者 方兆舟 刘茜 赵春毛 李迎春 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期13-18,共6页
首先制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF-TrFE)/氧化锌(ZnO)量子点复合压电薄膜,采用广角X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜及原子力显微镜等对其结构及形貌进行了表征。以其作为核心功能层,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为界面缓冲层,采用全旋涂法... 首先制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF-TrFE)/氧化锌(ZnO)量子点复合压电薄膜,采用广角X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜及原子力显微镜等对其结构及形貌进行了表征。以其作为核心功能层,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为界面缓冲层,采用全旋涂法成功制备了PVDF–TrFE/ZnO量子点压电传感器,分别利用落球试验及激振试验研究了PVP对传感器压电性能的影响。结果表明,添加PVP界面缓冲层的压电传感器输出电压为(1.84±0.06) V,误差棒较小,且在抗疲劳测试中经过3?500次机械循环后,输出电压仍保持在0.83 V。一方面,PVP缓冲层的亲水性使其分别与压电层中的ZnO量子点、聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)电极层紧密结合,利于电荷在压电层与电极之间的传输;另一方面,PVP缓冲层良好的成膜性改善了压电层和PEDOT:PSS电极层的层间接触,利于收集更多的压电层电荷。制备的全旋涂式PVDF–TrFE/ZnO量子点压电传感器在柔性可穿戴领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 界面缓冲层 全旋涂法 聚偏氟乙烯–三氟乙烯/氧化锌量子点压电传感器 聚乙烯吡咯烷酮
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