ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы изготовления пьезоэлектриков (поляризация) из "Электрические свойства полимеров Издание 3" Контактным способом можно поляризовать как пленку, не имеющую электродов, так и пленку с электродами из алюминия, золота или других металлов, нанесенных на пленку методом термического испарения металлов в вакууме. Электроды в виде слоя металла, нанесенные термическим испарением металла в вакууме с толщиной слоя не более 0,1 мкм, имеют преимущество перед прижимными электродами. Во-первых, устраняется воздушный зазор между поляризуемой пленкой и электродами и, во-вторых, эти электроды не закорачиваются при электрическом пробое пленки. Целесообразно, чтобы электроды имели участки для подсоединения выводов, под которыми нет противолежащего электрода. Геометрия электродов должна обеспечивать отсутствие краевых разрядов. [c.179] Напряженность электрического поля, которая может быть приложена к полимерной пленке, ограничивается электрической прочностью пленок. Из-за наличия дефектных мест в пленке единичные пробои начинаются прн напряженности электрического поля значительно меньшей, чем среднее значение электрической прочности, особенно при длительной экспозиции. Поэтому для увеличения напряженности электрического поля, которую может выдержать пленка без разрушения, необходимо ограничить ток при пробое. Этого достигают применяя ограничительные сопротивления или прикладывая электрическое поле к поляризуемой пленке через диэлектрическую прокладку [159], удельное сопротивление которой меньше, чем удельное сопротивление пленки. Недостатком контактного метода поляризации является невозможность поляризации больших кусков пленки. [c.179] Технологические параметры поляризации пленок из ПВДФ, а именно температура поляризации Т , напряженность электрического поля 8п и время выдержки Тп в электрическом поле при Гп, зависят от типа кристаллической структуры и надмолекулярного строения пленки. Для одноосно-ориентированных пленок со структурой кристаллов преимущественно р-формы оптимальная температура поляризации 343—373 К. При поляризации контактным способом = 80—110 МВ/м и тп 1 ч. Охлаждение проводится при электрическом поле до 313—323 К. При поляризации с помощью коронного разряда [161] Гп = = 343- -373 К, = 300 МВ/м и Тп == 0,55 мин для получения тех же значений пьезомодуля 31 = 20-f-26 пКл/Н требуется меньшее время поляризации из-за большей напряженности электрического поля. При Г = 293 К максимальное значение пьезомодуля одноосно-ориентированной пленки примерно на 20% ниже, чем при Г = 343373 К с повышением Тп выше 373 К значение пьезомодуля понижается [162]. [c.180] Значения ( os 2ф) характеризуют степень ориентации полярных осей кристаллов в направлении элктрического поля (ф — угол между осью Ь кристаллов Р-формы и направлением электрического поля). [c.180] ЛОВ еще очень далека от совер-щенной. [c.181] Полимерные пленки из ПВДФ, полученные экструзией или ориентационной вытяжкой при высокой температуре (423 К), имеют преимущественно кристаллы а-формы, неполярные из-за того, что у каждой пары соседних макромолекул дипольные моменты, перпендикулярные оси макромолекулы, расположены под углом 180°, т. е. антипараллельно. Под воздействием электрического поля постоянного тока с = 60- -150 МВ/м [151, 154] за счет поворота макромолекул в кристаллах вокруг оси с (ось с —ось макромолекулы) при сохранении конформации макромолекул и размеров кристаллической ячейки дипольные моменты, перпендикулярные оси с, у соседних молекул становятся параллельными, т. е. кристаллическая ячейка из неполярной а-формы переходит в полярную ссп-форму. Таким образом, пленки с кристаллами а-формы также могут быть поляризованы [151]. [c.181] Поливинилиденфторид при комнатной температуре имеет значительную электрическую проводимость 10 —10- См/м. При повышении температуры проводимость ПВДФ возрастает. Из-за приэлектродных явлений распределение электрического поля при поляризации может быть неоднородно по толщине образца. Если электрическое поле в процессе поляризации будет неоднородным ао толщине образца, то это приведет к неоднородной иоляризованности пленки по ее толщине. [c.181] Неоднородностью поляризованностн можно управлять не только с помощью напряженности электрического поля, но и создавая градиент температуры по толщине образца пленки. При поляризации в градиенте температур пьезомодуль максимален у слоя, прилегающего к холодному электроду, независимо от того является он анодом или катодом (рис. 119). Это связано с тем, что слой, примыкающий к более холодному электроду, имеет меньшее значение у, соответственно на нем больше напряженность электрического поля в процессе поляризации. Неоднородно поляризованные пленки могут быть использованы вместо биморфов для преобразователей, работающих на изгибной моде колебаний. [c.182] Вернуться к основной статье