PVDF壓電常數通常用d_ij表示,其中i、j分別代表不同方向。對于純PVDF,其主要壓電常數為d11、d12、d31。具體來說,d31值約為17 pC/N,這是PVDF最常用壓電系數。這一數值表明,于垂直于極化方向施加機械應力時,PVDF會引發相應電荷密度。另外,d11、d12其他壓電常數也具有一定數值,但它們用途場景相對較少。
PVDF之所以能夠顯現出如此顯著壓電效應,和其分子結構密切相關。PVDF分子鏈由偏二氟乙烯單元構成,于特定條件下通過極化處理后,分子鏈沿某一方向有序排列,從而形成宏觀上壓電特性。這種特性使得PVDF成為一種理想柔性壓電材料,特別適合用于傳感器、執行器還有能量收集裝置中。
值得注意是,PVDF壓電性能可以通過和三氟氯乙烯〔CTFE〕單體共聚進一步優化。例如,PVDFTrFE共聚物不僅保留了優良壓電性能,還改善了耐溫性、機械強度,使其于高溫環境下用途更加大量。因此,于選擇PVDF作為壓電材料時,應根據具體用途場景合理選用不同配方產品。
上述概括起來PVDF憑借其特殊壓電常數〔如d31 ≈ 17 pC/N〕,于現代科技發展中扮演著很大角色。隨著研究深入、技術進步,相信未來PVDF及其相關復合材料將于更多行業顯現其特殊魅力。
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