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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.

铁电（=压电）是一种非极性的艺术胶片，通过在电介质中的对称性使压电材料发生韦尔登，然后使压电传感器发生韦尔登。一个经典的过滤器是多孔的聚丙烯（PP），这是这样的。60%来自大城市，40%来自人民党。因此，当孔壁的电应力作用于孔壁时，孔壁的电应力作用于孔壁，而孔壁的电应力作用于孔壁时，电应力作用于孔壁的电应力作用时，电应力作用于孔壁。Dieser führt bei mechanischer Verformung des Films zu einer Oberflächenspannung，die den piezo-elektrischen Effekt ausmacht. Die Größe der dadminerzielbaren piezelektrischen Konstanten hängt in nicht-trivialer Weise von der elektrischen Aufladungshöhe，dem Elastizitätmodul des Films und der elektrischen Durchbruchssspannung ab，die alle über die verwendete Morphologie/Geometrie des Films verbunden sind.在此基础上，本文提出了一种压电传感器的几何结构，最好是由一个或多个不同的结构、不同的机械结构、不同的含氟聚合物-Röhrchen非线性结构、不同的几何结构组成的，具有不同的膨胀、弹性模量和不同的吸收能力的Röhren结构，并具有不同的结构或不同的吸收能力韦尔登。Die Herausforderung besteht dabei in der Optimierung der Rözelung form zur Erzielung maximaler effektiver d33-Piezokonstanten von 10 mm2 bis 5 cm2 großen，piezelektrisch aktiven Flächen.实验和理论必须建立一个几何学上的几何机构，该机构不需要用具有弹性模量的薄膜来描述，也不需要用几何学上的电子膨胀的理论来描述，该理论可以用来描述韦尔登飞行过程中的电磁膨胀。

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