极化电压对聚丙烯压电驻极体膜压电性能的影响*

• 作者: 张晓青 张欣梧 张添乐 朱彪 武丽明 王宇杰 郑凯 郑洁 黄曦
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 聚丙烯压电驻极体 接触法极化 压电效应 品质因数
• 年，卷（期）: 2014,（15）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 157703-1-157703-7
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.63.157703

摘要

压电驻极体是具有压电效应的微孔结构空间电荷驻极体材料,其压电性能与材料的微结构和空间电荷密切相关.本文首先利用压缩气体膨化工艺对聚丙烯(PP)的微结构进行改性,然后利用接触极化方法,研究了极化电压与PP膜空间电荷密度之间的关系,及其对压电性能的影响.结果表明对于极化前厚度为100μm的PP膜,其内部建立有序空间电荷分布的阈值极化电压为2 kV；一旦有序空间电荷建立起来, PP膜即具有压电效应.随着极化电压的提高, PP膜的空间电荷密度逐步增大,压电效应显著增强.当峰值电压为8 kV时, PP膜电极上的电荷密度、准静态压电系数和品质因数FOMv(d33· g33)分别为0.56 mC/m2,379 pC/N和8.6(GPa)-1. PP压电驻极体膜的FOMv比聚偏氟乙烯(PVDF)铁电聚合物膜高2个量级以上,且声阻抗非常低(～0.025 MRayl),因此该压电膜在超声波发射-接收系统或脉冲-回波系统中具有明显的优势.