Использование межпредметных связей при изучении композиционных электроактивных материалов в курсе магистратуры
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
оличественный метод определения распределения поверхностной плотности зарядов заключается в измерение ?эф при постепенном перемещении образца вблизи измерительного электрода или наоборот, в перемещении измерительных электродов по поверхности образца. Для этой цели используют метод вибрирующего электрода с компенсацией или без нее. В последнем случае прибор предварительно градуируют. Другой метод заключается в периодическом экранировании электрода заземленной шторкой или крыльчаткой.
Распределение зарядов в объеме
Существенным параметром, определяющим качество электрета, является распределение зарядов по объему электрета, перпендикулярно плоскости поверхности. Простейшим способом измерения распределения зарядов в объеме является метод последовательного срезания поверхностных слоев при низких температурах, чтобы исключить спад зарядов. Применение микротома позволяет срезать слои толщиной до 5 мкм. Срезанные слои помещают в цилиндр Фарадея и определяют избыточный заряд, который находится в слое. Поляризацию также можно определить в отдельных слоях методом термодеполяризационных токов.
Для определения распределения заряда в объеме широко используют также метод теплового импульса.
Определение тока термостимулированной деполяризации.
Электретно-термическим анализом (ЭТА) называют метод изучения полимеров, заключающийся в получении электрета и последующем измерении разрядных токов во времени при программируемом нагревании. По зависимости тока от времени определяют параметры релаксации зарядов, величины гетеро- и гомозарядов. Поскольку зависимости тока от времени определяются строением и структурой полимеров, то ЭТА используют для изучения последних, в особенности для исследования молекулярной подвижности в полимерах.
Пьезоэлектрические свойства полимеров
Пьезоэлектричеством называется генерирование диэлектриками электрических зарядов при их механической деформации (нагружении) или механическая деформация диэлектриков при приложении внешнего электрического поля. Использование полимеров в качестве пьезоэлектриков в настоящее время широко распространено, хотя пьезоэффект в полимерных материалах был обнаружен относительно недавно. (Впервые он был обнаружен в древесине в 40-х годах, но пьезоэлектрические явления в полимерных диэлектриках наблюдали и ранее с начала века. Полимерные пьезоэлектрики с высоким пьезоэффектом, пригодные для промышленного использования были найдены в конце 60-х годов.)
Определение пьезоэлектрических параметров необходимо, в первую очередь, при разработке и поиске новых пьезоэлектрических полимерных материалов, а также для контроля качества выпускаемых промышленностью пьезоэлектрических полимерных пленок и композиционных материалов.
Пьезоэффект в полимерах
Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении электрических зарядов на поверхности диэлектрика и электрической поляризации внутри него при воздействии механических нагрузок или деформаций ?. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в возникновении деформаций диэлектрика при приложении к нему электрической разности потенциалов.
Пьезоэффектом обладают кристаллы с определенной группой симметрии, поликристаллические материалы, являющиеся пьезоэлектрическими текстурами, смеси кристаллических частиц с аморфным материалом, аморфные диэлектрики с ориентированными диполями, образующими пьезоэлектрическую текстуру. К пьезоэлектрическим текстурам могут относиться только ацентрические текстуры, поскольку электрическая поляризация невозможна в среде, имеющей вектор симметрии.
Пьезоэлектрической константой является также е - пьезоэлектрическая константа деформации, равная
е = (дР/д?)
Отношение e/d = Eу - модуль упругости.
Статические методы исследования.
Статический пьезомодуль при сжатии. Пьезомодуль при одноосном сжатии d33 определяют по ГОСТ 12370-80. Сущность метода заключается в измерении заряда, возникающего на поверхности образца при приложении (или снятии) статической нагрузки.
Схема установки для проведения измерений приведена на рис.5. Она состоит из баллистического гальванометра, образцового конденсатора и электродного устройства, в котором между электродами пометают образец цилиндрической формы толщиной 1-3 мм и диаметром 10-15 мм. Электроды наносятся предварительно на поверхность образцов припрессовыванием фольги, напылением металлов в вакууме, в виде электропроводящей краски, пасты. Гальванометр снабжен шунтом, с помощью которого можно регулировать чувствительность установки. Емкость С0 значительно превышает емкость образца и соединительных проводов. Для достижения равномерного распределения нагрузки по поверхности образца рекомендуется верхний электрод делать плавающим или в виде трубки, набитой мелкими шариками и обтянутой снаружи фольгой. Груз накладывают на образец (или снимают) внезапно. Заряд, возникающий на образце, определяют по числу делений, на которое отклонится световой луч от зеркала баллистического гальванометра; шкалу гальванометра предварительно градуируют в Кл/делений. Метод особенно пригоден для определения зарядов при деформации пьезо-электриков, обладающих довольно значительной проводимостью.
Рис.5. Схема установки для измерения пьезомодуля d33 с помощью баллистического гальванометра:
-образец