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Abhängigkeit der piezoelektrischen Eigenschaften von Ferroelektreten von der Form, dem Elastizitätsmodul und der Aufladung von rechteckigen und konvexen Polymerröhrenarrays

铁电驻极体的压电特性对矩形和凸形聚合物管阵列的形状、弹性模量和充电的依赖性

基本信息

批准号：
211266539
负责人：
Professor Dr.-Ing. Heinz von Seggern
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Elektronische Materialeigenschaften
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/211266539?language=en
关键词：
Abh ngigkeit der piezoelektrischen Eigenschaften

项目摘要

Ferroelektrete (= Piezoelektrete) sind unpolare Kunststofffilme, die durch einen Symmetriebruch in der elektrischen Ladung zu piezoelektrisch aktiven Materialien gewandelt werden und dann zu Pie-zosensoren verarbeitet werden können. Ein klassischer Vertreter dieser Gattung ist das poröse Poly-propylen (PP), das zu ca. 60% aus ungleichmäßig großen, geschlossenen Luftporen und zu 40% aus PP aufgebaut ist. Lädt man die Porenwände elektrisch so auf, dass die Ladungen eines Vorzeichens auf die eine Porenoberfläche und die Ladungen des anderen Vorzeichens auf die gegenüberliegende Porenoberfläche senkrecht zur Filmoberfläche verschoben sind, erzeugt man einen Symmetriebruch. Dieser führt bei mechanischer Verformung des Films zu einer Oberflächenspannung, die den piezo-elektrischen Effekt ausmacht. Die Größe der dadurch erzielbaren piezoelektrischen Konstanten hängt in nicht-trivialer Weise von der elektrischen Aufladungshöhe, dem Elastizitätsmodul des Films und der elektrischen Durchbruchsspannung ab, die alle über die verwendete Morphologie/Geometrie des Films verbunden sind. Im vorliegenden Forschungsvorhaben soll anhand eines geometrisch einfachen Piezosensors, beste-hend aus einem einzelnen oder mehreren, mechanisch gekoppelten, luftgefüllten Fluorpolymer-Röhrchen unterschiedlicher Form, der grundsätzliche Zusammenhang zwischen Aufladung, Elastizi-tätsmodul und deren Abhängigkeit von der Form der Röhren mit rechteckigem oder konvexem Quer-schnitt untersucht und aufgeklärt werden. Die Herausforderung besteht dabei in der Optimierung der Röhrenform zur Erzielung maximaler effektiver d33-Piezokonstanten von 10 mm2 bis 5 cm2 großen, piezoelektrisch aktiven Flächen. Experimentell und theoretisch muss dazu zum Einen die gezielte mechanische Verformung kommerziell nicht in jeder Geometrie verfügbarer Röhrchen zu filmähnli-chen Strukturen mit einstellbarem Elastizitätsmodul gelingen und zum Anderen die Abhängigkeit der elektrischen Aufladung von der Geometrie, der aktuellen Durchbruchsspannung der Luft sowie der verfügbaren Ladungsträgerfallendichte verstanden werden.

压电陶瓷（= Piezoelektrete）与非极性kunststoffilme， die durch einen对称bruch in der elektrischen Ladung zu piezoelektrisch活性材料gewandelt werden和dann zu piez -zosensoren verarbeitet werden können。Ein klassischer Vertreter dieser Gattung ist das poröse聚丙烯（PP）， das zu ca. 60% aus ungleichmäßig großen, geschlossenen Luftporen and zu 40% aus PP aufgebaut ist。Lädt man die Porenwände elektrisch so auf, dass die Ladungen eines vorzeicens auf die eine Porenoberfläche and die Ladungen des anderen vorzeicens auf die gegenen <s:2> berliegende Porenoberfläche senkrecht zur Filmoberfläche verschoben sind, erzeugt man einen symmetry bruch。[2][1][1][1][1][1][1][1][2]。Die Größe der dadurch erzielbaren piezoelektrischen Konstanten hängt in nicht-trivialer Weise von der elektrischen Aufladungshöhe, dem Elastizitätsmodul des Films und der elektrischen Durchbruchsspannung ab, Die alle ber Die verwendete Morphologie/Geometrie des Films verbunden sind。在vorliegenden Forschungsvorhaben solanhand - eines几何增强压电传感器，best - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end - end1 . Die Herausforderung best dabei in der Optimierung der Röhrenform zur Erzielung maximaler effekver d33-Piezokonstanten von 10 mm2 / 5 cm2 großen, piezoelektrisch aktiven Flächen。Experimentell, theoretisch于是大足一方面死gezielte mechanische Verformung kommerziell永远在杰德Geometrie verfugbarer Rohrchen祖茂堂filmahnli-chen Strukturen麻省理工学院einstellbarem Elastizitatsmodul gelingen和zum Anderen死Abhangigkeit der elektrischen Aufladung von der Geometrie, der aktuellen Durchbruchsspannung der空气和der verfugbaren Ladungstragerfallendichte verstanden了。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effect of texturing on polarization switching dynamics in ferroelectric ceramics

织构对铁电陶瓷极化切换动力学的影响

DOI：
10.1063/1.4939684
发表时间：
2016
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
S. Zhukov;Yu. A. Genenko;J. Koruza;J. Schultheiß;H. von Seggern;W. Sakamoto;H. Ichikawa;T. Murata;K. Hayashi;T. Yogo
通讯作者：
T. Yogo

An internal-variable-based interface model for the charging process of ferroelectrets