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  • 高聚物压电性

    高聚物压电性是高聚物在受到外力时,极化有所变化的性质。压电性英文名称的前缀“piezo”来自希腊文,意思是压。

    编辑摘要

    目录

    概念/高聚物压电性 编辑

    理论发展

    发现

    1880年P.居里首先在无机材料中发现压电性。

    发展

    20世纪20年代起,其他科学家研究了硬橡胶、橡皮、赛璐珞等的压电性,此后又研究了塑料的冲击感应极化,乃至木、骨、肌肉、脱氧核糖核酸和核糖核酸等生物高分子的压电性。60年代以来,许多合成高聚物(如聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯,耐纶11等)的压电性也得到了研究。

    研究扩展

    自1969年河合辙发现经拉伸和极化后的聚偏氟乙烯薄膜有强压电性后,这个课题引起了广泛的兴趣。此后,对偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物以及偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物也都进行了研究。

    详细内容/高聚物压电性 编辑

    压电高聚物具有许多无机压电材料所不具备的特点,例如压电陶瓷硬而脆,比较重,难以加工成大面积或形状复杂的薄膜,价格也较贵;而压电高聚物则力学性能好,易于加工,价格便宜。其缺点是其压电常数比无机压电材料小,熔融温度和软化点也较低。

    迄今研究得最多的压电高聚物是聚偏氟乙烯,这种高聚物薄膜做成的电声换能器已商品化。这种压电高聚物还可用作触诊传感器,应用于炮弹引信、地应力测试,也可用于测量缓变压力,如测量印刷钞票的印刷版与滚筒之间接触处的压力。聚偏氟乙烯压电薄膜的一个重要应用是制作超声换能元件,能在较宽的频率范围内工作,而且不会失真,可以用来分析脉冲的形状。用聚偏氟乙烯压电薄膜做成的微型探针,可以准确地校正医疗超声器械的声场。

    压电常数可以通过正压电效应或逆压电效应来测定,为了在宏观上描述物质的压电性质,引用了四个不同的压电常数,它们是压电应变常数 d31和 g31(第一个下标为电效应的方向,第二个下标为机械效应的方向),压电应力常数 eh, 式中 D为电位移; E为电场强度;ε为应变;σ为应力;π为圆周率。几种主要高聚物的压电应变常数 d31和 g31见表。

    基本机理/高聚物压电性 编辑

    关于高聚物压电效应的基本机理,就整体来说还不够清楚,有人提出了偶极子模型的假设,但它还不完善。

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