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英国物理学家Heaviside 1892年提出,将能够被永久极化的电介质材料称之为驻极体(Electret)。日本物理学家Eguchi于1918年制备得到了世界上第一块驻极体材料。近年来,随着科学技术的发展和研究人员的不断努力,在驻极体理论研究与实际应用中都取得了巨大的成功。作为一种能够永久存储电荷的电介质材料,可以将驻极体作为传感介质应用于各类声电传感器、微发电系统以及微能量采集器中。在驻极体声电传感器行业中,氟化乙丙烯共聚物(FEP)驻极体的应用占绝大部分。目前驻极体声电传感器存在的主要问题是器件使用过程中灵敏度变化较大,进而造成市场产品性能参差不齐。而导致这一问题的主要原因是影响FEP薄膜驻极体的电荷存储稳定性与电荷分布均匀性的机制仍不清楚,对产品性能的控制缺乏理论指导。因此深入开展FEP薄膜驻极体的储电机制研究,进而提高其电荷存储稳定性与电荷分布均匀性,对促进研驻极体声电传感器及其它传感器件的应用发展具有重要意义。本文将以驻极体声电传感器厂家提供的性能优异和性能较差两种FEP薄膜材料、及用国产FEP粉末为原料制备的FEP薄膜为研究对象,通过控制熔融温度调控其晶相结构,使用不同的充电方式来改变其电荷陷阱性质;并采用X射线衍射分析、差示扫描量热法、热刺激表面电位衰减技术和表面电位分布测量等晶相结构和驻极体研究技术,研究了材料的晶相结构、驻极体性能的相关性。取得主要结论如下:(1)为了研究注极温度对材料电荷存储性能的影响,采用热刺激表面电位衰减方法,测试了30℃、150℃和200℃温度下注极的不同来源FEP样品的表面电位稳定性,结果表明提高注极温度能够明显改善其电荷存储稳定性。尽管样品间存在差异,但总体表现为:适当提高注极温度能够使FEP样品的表面电位起始衰减温度向高温区移动,衰减速度明显减缓,完全衰减温度提高近20℃。(2)采用X射线衍射方法研究了不同来源FEP材料的晶相结构,结果表明:不同样品的晶相结构存在差异。在性能优异的FEP样品中,除典型的FEP晶相衍射峰外,还存在两个其它样品中不没有的衍射峰。这一结果表明,性能优异的FEP样品可能存在含有不同的晶相结构。对结晶度的分析表明,性能优异的FEP样品结晶度要高于其它样品。具体为优异的FEP样品结晶度为49%,性能较差的样品结晶度为42%,而实验室制备的FEP结晶度仅为40%。(3)采用差示扫描量热法研究了不同来源FEP材料的熔融-固化规律,结果表明:熔融过程中的吸热峰与固化过程的放热峰所对应的温度不同。吸热峰对应的温度高于放热峰所对应的温度,而且放热峰比吸热峰更加尖锐。性能优异的FEP材料吸热峰与放热峰所对应的温度都要高于其它两种样品。经过对放热峰和吸热峰的半峰宽分析得知,性能优异的FEP样品的吸热峰的半峰宽更窄。(4)为了研究熔体温度对材料的结晶性能和电荷存储性能的影响,采用热刺激表面电位衰减实验结合X射线衍射分析,测试了熔体温度为310℃和320℃下快速冷却固化样品的结晶性能和电荷存储性能相关性。结果表明,熔体温度为320℃时固化时,得到的样品的结晶度更大,表面电位起始衰减所对应的温度更高,在高温区衰减的速度更为缓慢。(5)为了研究极化方法对电荷分布均匀性的影响,利用半自动化测试平台测量了电晕极化和界面极化样品的电荷分布,结果表明,界面极化样品比电晕极化样品具有更好的电荷分布均匀性。电晕极化的样品,电荷分布的均匀性会随着存储时间的延长而变差;而界面极化的样品,在500小时的存储周期内,一直保持较好的电荷分布均匀性。(6)为了研究背面是否蒸镀电极对电荷分布均匀性的影响,利用半自动化测试平台研究了在相同极化方法下背面蒸镀电极和不蒸镀电极样品的电荷分布均匀性,结果表明:对界面极化样品,蒸镀电极能够明显改善电荷分布的均匀性;但对于电晕极化样品,蒸镀电极后电荷分布均匀性变差。(7)利用半自动化测试平台测试了极化后500小时的存储周期内,采用不同极化方法获得的样品的电荷存储稳定性。结果表明:电晕极化的样品,电荷衰减速度较快;而界面极化的样品电荷衰减缓慢得多,表现出更好的稳定性。但电晕极化样品的稳定表面电位比界面极化样品高。其原因可能与电晕极化样品具有更高的初始表面电位有关。(8)利用半自动化测试平台测试了在背面蒸镀电极和不蒸镀电极样品极化后500小时存储周期内的电荷存储稳定性。结果表明,无论是电晕极化还是界面极化,蒸镀电极的样品的电荷存储稳定性明显好于不蒸镀电极的样品。这说明蒸镀电极能够延缓材料体内电荷的衰减,从而提高了电荷存储稳定性。综上所述,FEP薄膜驻极体的电荷存储稳定性与材料内部结晶性能存在联系,材料内部结晶度越高,FEP驻极体电荷存储性能越好。通过控制熔体温度可改善FEP材料的结晶度,进而提高FEP的驻极体电荷存储稳定性。单面镀电极能够延缓FEP薄膜驻极体的电荷衰减速度,改善电荷存储稳定性。使用界面极化方法能够获得的FEP薄膜驻极体电荷分布均匀性更好。本文所得成果,可为制备出更加优异的FEP薄膜驻极体提供理论与技术指导。