Использование межпредметных связей при изучении композиционных электроактивных материалов в курсе магистратуры
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
d*=d?-jd? (10)
Поскольку полимеры обладают вязкоэластическими свойствами, всегда наблюдается сдвиг фаз между приложенным напряжением и деформацией, который характеризуется углом ?n: tg?n = d"/d.
Схема установки для определения частотно-температурных зависимостей d н d" приведена на рис.6. Образец в виде пленки зажимают между двумя зажимами, один из которых приводят в возвратно-поступательное движение с частотой 0,1 - 110 Гц. В результате растяжения образца на его поверхности появляется разность потенциалов, синусоидально зависящая от времени. Напряжение измеряется на электродах, приклеенных к поверхности образца. Сигнал компенсируется подачей напряжения обратной полярности через конденсаторы известной емкости. Компенсирующее напряжение подастся от катушки индуктивности, связанной с генератором колебаний, так что это напряжение пропорционально деформации. Фазу и величину компенсирующего напряжения подбирают с помощью двух аттенюаторов. Напряжение, получающееся в результате суперпозиции сигнала с образца и компенсирующею сигнала, усиливается и поступает на фазочувствительные детекторы. Напряжение, измеряемое на одном детекторе, находится в фазе с приводом деформаций, напряжение, измеряемое другим детектором, сдвинуто по фазе относительно первого на 900 (?/2). Оба сигнала фиксируются на осях х и у оiиллографа, и компенсация осуществляется, когда изображение сведено в точку. В этих условиях определяют абсолютное значение и фазовый угол компенсирующего напряжения, из которых отношение поляризации к приложенному напряжению и фазовый угол между ними можно определить, умножив на емкость С. Измерительная ячейка, где помещается измеряемый образец, имеет термостатирование в диапазоне температур от - 150 до 200 0С
Для ориентированных пьезоэлектрических пленок на основе ПВДФ со спонтанной поляризацией температурно-частотные зависимости d* определяются преимущественно электрострикцией, ее связью с диэлектрической и механической релаксацией полимеров.
Остаточную поляризацию полимерных пьезоэлектриков определяют по гистерезисным петлям е31 - Е, а также по пьезоэффекту при максимальных механических нагрузках (вплоть до разрушения). По гистерезисным петлям определяют также коэрцитивное поле.
Рис.6. Схема установки для определения пьезоэлектрических параметров пьезополимерных пленок:
-генератор; 2-механические привод; 3 - образец; 4-электроды; 5-усилитель; 6 - фазочувствительные детекторы: 7-ндикатор нуля (оiиллограф); 8-устройство для создания компенсирующего сигнала; 9-устройство для сдвига фаты на ?/2.
1.2 В содержании множества диiиплин различных специальностей и направлений ХФ функциональным композиционным материалам стало отводиться, хоть какое то значимое время только в последние 10 лет
В основном, содержание, как академических, так и специальных курсов сводилось к классическому рассмотрению структуры и свойств полимерных материалов и неорганических материалов. Композиционные материалы или специфические свойства однокомпонентных структур рассматриваются в очень малом объеме, что касается полимеров, то изучение специфических свойств полимеров хорошо и достаточно полно описано в специальной литературе относящимся к нуждам узкоспециализированных ученных разработчиков и других научных сотрудников. Учебники и другие пособия методического плана, так же ориентированы на узкую специализацию будущих инженеров химиков, физиков и т.д. Пример литературы: Киттель Ч. Введение в физику твердого тела; Годовский Ю.К. Теплофизика полимеров; Перепечко М.И. Свойства полимеров при низких температурах; Бакнелл К.Б. Ударопрочные пластики; Малкин А.Я. Методы измерения ме-ханических свойств полимеров; Бессонов М.И., Котон М.М. Полимиды - класс термостойких полимеров; Кильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций; Уорд И. Механические свойства твердых полимеров.
Название кратких или специальных курсов на ХФ, говорят сами за себя, структура и свойства полимеров и методы исследования физико-химических свойств высокомолекулярных соединений, которые в наибольшей степени удовлетворяют требованием соответствия содержания в смысле преемственности т.е. возможности установления взаимосвязи содержаний этих курсов. Здесь так же в максимальной степени удовлетворено требование о межпредметном характере знаний получаемых при изучении этих специальных диiиплин.
Другим комплексам диiиплин, где ярко выражен межпредметный характер является аналитическая химия. Однако если будущий выпускник ХФ не собирается быть химиком аналитиком, то изучение аналитической химии у обычных студентов, например экологов, заканчивается одним семестром на 2 курсе. И это при том, что будущая профессиональная деятельность выпускников ХФ экологов в очень большой степени связана именно со знаниями, полученными при изучении этого раздела химии. Не претендуя на всеобъемлющий охват при анализе проблемы наличия или отсутствия межпредметного характера получаемых при изучении данного курса диiиплины. Отметим, что такая проблема есть, и сегодня и она усугубляется тем обстоятельством, сто в последнее время резко сокращено время как на изучение диiиплины вообще, так и её экспериментальной (лабораторной работы) части. Кстати, это относится не только к ХФ, а ко всем техническим направлениям вуза.
В этой связи отметим