ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория пьезоэффекта в электретах с остаточной поляризацией из "Полимерные электреты Издание 2" Исследования пьезоэлектрических свойств полимерных электретов в условиях динамических нагрузок обычно проводят в режиме знакопеременной нагрузки, которая изменяется синусоидально. [c.112] Для изучения пьезоэлектрической дисперсии пленочные образцы, вырезанные соответствующим образом — вдоль оси ориентации или под углом 45° в зависимости от группы симметрии (см. рис. 61), закрепляют между двумя зажимами [162]. На поверхность пленок наносят электроды, например, напыляя металл в вакууме. Вибрация распространяется от одного конца пленки до другого. Измеряют электрические заряды, возникшие на поверхности. [c.112] Зависимость разности потенциалов V, возникающей на сторонах ПВХ-электрета при растяжении, и относительной деформации при растяжении М 1 от температуры Т. [c.113] На рис. 63 приведены результаты по измерению пьезомодуля с з1 электретов из ПВХ в динамическом режиме. С ростом температуры до 60 °С разность потенциалов V почти не меняется, при более высоких температурах V увеличивается, проходит через максимум при 70 °С и падает. Изменение разности потенциалов, обусловленной пьезоэффектом, связано с изменением деформационных свойств полимера. Из зависимости деформации А1/1 от температуры при постоянной нагрузке видно, что при 70 °С деформация увеличивается примерно в 1,3 раза, а с 82 °С деформация резко возрастает. Поскольку поверхностная плотность зарядов прямо пропорциональна деформации, разность потенциалов V растет вследствие увеличения деформации А///, однако резкое возрастание деформации выше 80 °С не приводит к увеличению V, так как одновременно происходит быстрое снижение остаточной поляризации в образце вследствие термодеполяризации. [c.113] В работе [163] проводили исследования пьезоэлектрических свойств полимеров в режиме динамического растяжения. Авторы определяли не только значение, но и фазу пьезомодуля зь поэтому им удалось измерить и действительную, и мнимую составляющие. Разделение d проводили с помощью двухфазного детектора. Определяли генерируемое напряжение, совпадающее по фазе с деформацией и сдвинутое по фазе на 90 по отношению к нему. [c.114] Результаты измерений пьезоэлектрической дисперсии в зависимости от те.мпературы представлены на рис. 64 для образца ПВДФ, предварительно вытянутого в семь раз и поляризованного при Гп = 80°С и 600 В (толщина пленки 0,05 мм). Видны максимумы й и соответствующие дисперсии й при температурах —100, —30, 70 и 130°С там же приведены температурные зависимости компонент модуля упругости Е и Е. Максимумы Е наблюдаются при тех же температурах, что и пьезоэлектрическая дисперсия. Причина появления максимумов заключается в проявлении различного рода молекулярной подвижности при повышении температуры. Так, максимум при - — 100°С связан с локальной подвижностью основной цепи, при —30 °С — с сегментальной подвижностью, прп 70 °С — с подвижностью в кристаллитах в а-форме, и при 130°С — с подвижностью в кристаллитах в р-форме. [c.114] Пусть имеется электрет в вйде плоской пластины толщиной Е площадью 5 с поверхностной плотностью зарядов o = Q/S, где Q —величина заряда электрета. [c.114] Впервые феноменологическую теорию пьезоэффекта в электретах сформулировали Губкин и Сорокин [164]. Авторы учитывали также случай ложного пьезоэффекта, возникающего вследствие ]1зменения расстояния между электродами и поверхностями образца. [c.115] Полагая что заряд электрета обусловлен только зарядами Е приэлектродных областях, получили соотношение (167). [c.115] Член 2т]Ро/ . обусловленный изменением геометрических размеров образца, не вносит вклада в пьезоэффект в керамических электретах, где модули упругости весьма высоки. Однако в полимерных электретах модули не так высоки, и пьезоэффект определяется [6, 7] именно членом 2r)Po/S- В работе [10] показано, что для электретов из таких полимеров, как полиамид-12 и ПК, опытное значение d-ц хорошо соответствует расчетным по (167). По порядку величины соответствует расчетному значению пьезомодуль в ПВХ. Пьезоэффект сохраняется до тех пор, пока сохраняется остаточная поляризация, поэтому время жизни — время релаксации пьезоэффекта — соответствует времени релаксации поляризации. [c.116] Формула (171) по внешнему виду близка к (167), но отличается коэффициенто.м. [c.116] Вернуться к основной статье