能量收集用1-3型压电复合材料

济性和在室温下操作的能力外，它还可以旋转超细和纳米级有机/无机纤维和 通过在衬底上直接制造压
电NF来简化测量过程
①
②
基本原理：
由于电场的作用，聚合物溶液表面会产生电荷。
进一步增加电场强度，是用来克服表面张力的静
电排斥力到达一个临界值，此时带电射流从
DC
Taylor锥尖喷射出来。带电后的聚合物射流经过
变下的的峰矮而宽；
➢ 在不同应力下感应的电荷总量是一样的，这 是由于在应变过程中几乎没有压电电荷损失。
没有探究PZT厚度及面积对感应电荷的影响。
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➢ 用于能量收集的复合材料应该优选地包 括具有低介电常数的聚合物基质中的低 体积分数的取向的压电纤维。
静电纺织法
压电纳米材料，尤其是柔性纳米纤维（NF）和纳米线（NW），由于其独特的特性（如轻质，柔韧性和 高机械强度），有利于开发小型化设备，如有机-无机复合柔性压电材料，因此受到广泛关注。
在各种NFs合成技术中，静电纺丝被认为是最有效的方法之一，因为它具有以下优点：除了通用性，经
1-3 composites for flexible piezoelectric generators
2019.6.20
压电复合物的d×g取决于许多参数，例如基质和填料的 介电常数，体压电电荷系数，极化效率，颗粒和纤维的纵 横比，以及颗粒间距离。
➢ 对于随机复合材料， d33×g33的值很小， 并且随填料体积分数单调缓慢增加。
随机样品中的取向因子（S）远低于垂直样品中测 量的值，但随机样品的电输出超过了从垂直样品 获得的电输出，因为沿弯曲方向取向的样品中的 变形PZT纤维的数量超过垂直样品的值。
在不同应变下的样品的电流及感应电荷: ➢ 电流分别为0.86 和 0.29 μA； ➢ 高应变下的电流跟感应电荷峰高而尖，低应
S aligned = 0.896 S randomly = 0.219
双层堆叠的样品的电压和电流是从单层的两倍，电压和电 流都取决于PZT厚度。这意味着它们电信号仅来源于压电 效应而没有任何摩擦电效应。
在弯曲运动期间，外应变通过柔性PDMS基质 转移到纺织品中的PZT纳米纤维。该应变产生
总的来说：压电电压取决于PZT厚度，而压电电流受PZT层 的厚度和面积的影响。
不稳定拉伸过程，变得很细很长。同时溶剂挥发，
得到带电的聚合物纤维。
排列（更对齐的NF）; 连续性（更少的断裂NF）; 平滑度（带珠子的NF更少）
因此，向基于BCTZ的系统中添加少量Y 3+可有助于NF的 形态和直径分布。
u
1 2
d2
0 r
F A
2g33 30.6 p来自 / N d33 g33 2.12 pm2 / N
➢ 取向的复合材料在低体积分数区域中表 现出一个高的峰值。 由于在低填料体积 分数下d33的急剧增加，因此在填充量约 5-10 vol％时出现峰值。
➢ d33×g33的最大值随着颗粒间距离的减小 而增加，从准1-3颗粒复合材料，到准1-3 纤维复合材料，到1-3复合材料，这是由 于颗粒间距离的逐渐减小。
压电电势，并且产生的电荷在两个电极处累积。
当施加的应变被释放时，累积的电子沿相反方
向向后移动，产生压电电流，并且积聚的压电
电势消失。
r： 从应变中性线到复合层顶部的距离； R：应变中性弧的半径； t： PZT / PDMS复合层的厚度； h：弧的高度； a：弧的半宽。
垂直样品中的纤维取向和弯曲方向是正 交的。因此，很少有PZT纳米纤维沿纵 向拉伸，即压电相受到的应变很小。因 此，垂直样品显示出比并联器件低得多 的压电性产生。