フェロエレクトレット

フェロエレクトレット（ピエゾエレクトレットとも呼ばれる）は、ポリマーフォームの薄膜であり、電荷を帯びると圧電特性および焦電特性を示す。フェロエレクトレットフォームは通常、空気で満たされたセル状ポリマー構造からなる。ポリマー空気複合体は、高い空気含有量とポリマー壁のサイズおよび形状のために、弾性的に柔らかい。その弾性的に柔らかい複合構造は、ポリマー空隙内に電荷を永久に閉じ込めることに加え、フェロエレクトレットの動作原理にとって重要な鍵の1つである。弾性特性により、電荷を帯びた空隙の大きな変形が可能になる。しかし、複合構造は安定性を制限し、結果として用途の範囲を制限する可能性もある。[ 1 ]

仕組み

フェロエレクトレットに関連する最も一般的な効果は、直接圧電性と逆圧電性ですが、これらの材料では、その効果は、強誘電性ポリマーにおけるそれぞれの効果とは異なる方法で発生します。強誘電性ポリマーでは、3 方向の応力は、主に分子鎖間の距離を減少させます。これは、鎖内の強い共有結合と比較して、鎖間のファンデルワールス力と静電相互作用が比較的弱いためです。したがって、厚さが減少すると、双極子密度が増加し、電極上の電荷が増加して、双極子密度 (または二次) 圧電性から負の d33 係数が生成されます。セルラーポリマー (フェロエレクトレット) では、3 方向の応力によってサンプルの厚さも減少します。厚さの減少は主にボイド全体で発生し、巨視的な双極子モーメントが減少して電極電荷も減少し、正の d33 (固有または直接 (準) 圧電性) が生成されます。[ 2 ] [ 3 ]

新機能

近年、セルラーフォーム型フェロエレクトレットの代替品が開発されました。新しいポリマーシステムでは、必要な空洞はスタンプ、テンプレート、レーザーカットなどの手段によって形成されます。エレクトレットフィルムからの層状システムの熱成形により、より熱的に安定したフェロエレクトレットが実現しました。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

注記

  1. ^アクセル、メリンジャー;ウェゲナー、マイケル。ヴィルゲス、ヴェルナー。マレパリー、ラジェンダー・レディ。ゲルハルト・ムルトハウプト、ライムント (2006)。 「気泡ポリプロピレン/空気複合材料から作られたフェロエレクトレットフィルムの熱的および時間的安定性」。強誘電体。331 (1): 189–199。Bibcode : 2006Fer...331..189M。土井: 10.1080/00150190600737933。ISSN  0015-0193。S2CID  120418324。
  2. ^ Lindner, M.; Hoislbauer, H.; Schwodiauer, R.; Bauer-Gogonea, S.; Bauer, S. (2004). 「強誘電挙動を示す帯電セルラーポリマー」. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation . 11 (2): 255– 263. doi : 10.1109/TDEI.2004.1285895 . ISSN 1070-9878 . S2CID 25113767 .  
  3. ^ Hillenbrand, Joachim; Sessler, Gerhard M. (2004). 「積層型セルラーポリマーフィルムに基づく高感度圧電マイクロフォン (L)」 . The Journal of the Acoustical Society of America . 116 (6): 3267– 3270. Bibcode : 2004ASAJ..116.3267H . doi : 10.1121/1.1810272 . ISSN 0001-4966 . 
  4. ^ RAC Altafim; HC Basso; RAP Altafim; L. Lima; CV de Aquino; LG Neto; R. Gerhard-Multhaupt (2006). 「フッ素ポリマーエレクトレットフィルムの熱成形バブル構造によるピエゾエレクトレット」. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation . 13 (5): 979– 985. doi : 10.1109/TDEI.2006.247822 . S2CID 22658706 . 
  5. ^ Zhang, X.; Hillenbrand, J.; Sessler, GM (2007). 「溶融フルオロカーボン層を用いた熱安定性を向上させたフェロエレクトレット」. Journal of Applied Physics . 101 (5): 054114–054114–8. Bibcode : 2007JAP...101e4114Z . doi : 10.1063/1.2562413 . ISSN 0021-8979 . 
  6. ^アルタフィム、ルイ・アルベルト・ピザーニ;邱荀林。ヴィルゲス、ヴェルナー。ゲルハルト、ライムント。アルタフィム、ルイ・アルベルト・コレア。バッソ、ヘイター・キュリー。ジェニンガー、ヴェルナー。ワーグナー、ヨアヒム (2009)。 「トランスデューサ用途向けの管状チャネルを備えたテンプレートベースのフルオロエチレンプロピレン圧電エレクトレット」。応用物理学ジャーナル。106 (1): 014106–014106–5。Bibcode : 2009JAP...106a4106A。土井: 10.1063/1.3159039。ISSN 0021-8979。S2CID 122627574。  

参考文献

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