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• 各向同性的非晶态聚合物对应力的响应与 方向无关,不能预示在零电场时它会有压 电及热电响应。然而若人为地使样品内分 子偶极子的排布从优取向,则样品就可能 具有压电及热电效应。
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• 对于晶态聚合物,可将压电张量与热电张 量的分量记为。
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• 沿十3方向的拉应力将使样品厚度增加.电极电荷 下降,故d33为负,记为d33-沿1与2方向的应力使 样品厚度下降,电极电荷增加,因而d31与d32为正。 d24与d15分别代表切应变力T4与T5产生的压电常数 分量,由于绕轴l发生正切变,切变应力T4使偶极 子由十3方向旋转到十2方向,在切应变前,电位 移D2=0,切应变后,1与3方向因切变前后状态 不变而不发生压电效应,即d24≠0, d14=d34= 0.同理,切变应力T5使偶板子由十3方向旋转到 十1方向,即d15≠0, d25=d35=0.至于切变应力T6 因它不使1、2、3方向的极化状态改变,故d16= d26=d36=0.
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• 热电常数。因为沿1、2轴不存在净偶极矩, 故p1=p2=0,温度增加使晶体膨胀,极化 强度下降,故p3负,记为p3-
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压电高分子材料分类
• 虽然几乎所有的高分于材料都具有一定的 压电性,通常可把具有实用价值的压电高 分子材料分为3类:天然高分子压电材料, 合成高分子压电材料;复合压电材料(晶 态高分子十压电陶瓷,非晶高分子十压电 陶瓷)
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• 聚偏氟乙烯链的序列结构
• 单体链节A是正常的头—尾结构,而B、C、 D是头—头或尾—尾结构,是不规整链节, 就会有反方向的—CF2-偶极子,从而降低 压电率.
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• 聚合物的极性与其晶相结构有关.PVDF在结晶 时.依赖于条件可以生成三种晶相,即α、β、γ相, 并在一定条件下可以互相转化,α相晶体的结构属单 斜晶系(β’=90。),链具有一种滑移型tgtg (t表示反式, g表示左旁式,g’旁式)构象,β具有与链轴垂立及相 平行的偶极矩分量。同一晶胞内两条链的偶极矩呈 反平行,故晶体没有自发极化,呈反极化。当PVDF 薄膜在130℃以下定向拉伸到原始长度的几倍时,就 出现β晶相,用于正交晶系,相晶体中链是扩展的平 面锯齿型t t t t构象。在垂直链轴方向的偶极矩大(约 为7.06×10-30cm),同一晶胞内两条链的偶极矩相互 平行,因而晶体有自发极化,为极性晶体。γ晶相是 PVDF在低于熔点的湿度和普通大气压下结晶得到的, 或在高温下通过熔融结晶得到。γ晶相的红外光谱与 β晶相的十分类型,用于正交晶系,链的构象近似为