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聚偏氟乙烯注入驻极体:制备、表征及其在摩擦电纳米发电机中的应用

聚偏氟乙烯摩擦电纳米发电机的电输出性能与其表面电位、表面粗糙度、β晶型、结晶度和介电常数密切相关。为了提高高功率输出,将高压热极化与注射成型(HVTP-IM)集成为单一工艺,实现PVDF驻极体的注射。通过改变HVTP-IM的温度、电压和时间,研究了这些注入驻极体的物理性质,包括表面电位、表面形貌、晶体转变、结晶度和介电常数。HVTP-IM过程中的最佳极化条件设定在90℃,40 MV/m,综合分析30 min,β-晶峰强度在该条件是没有HVTP-IM的原始PVDF的2.03倍。利用聚偏氟乙烯注入驻极体构建了垂直接触分离的滕氏体,并通过测量输出电信号研究了其性能。基于PVDF注入驻极体的TENGs的输出电流和电压分别是未经HVTP-IM处理的2倍和7倍,最高可达75 A和15 V,该研究为改善PVDF或其它材料的性能,提高摩擦电纳米发电机作为摩擦电材料时的输出性能开辟了新的途径。

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