Температурная эволюция диэлектрических характеристик пленок PVDF и P(VDF-TrFE), изготовленных методом 4D-печати

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследованы пленки поливинилиденфторида и его сополимера с трифторэтиленом. Образцы изготавливались методом послойного наплавления раствора. Часть изготовленных пленок подвергалась поляризации в поле коронного разряда. Для изготовленных пленок было проведено исследование зависимостей диэлектрической проницаемости от температуры. Исследование показало, что для пленок поливинилиденфторида на зависимостях диэлектрической проницаемости от температуры не наблюдается максимум, так как предполагаемая температура сегнетоэлектрического фазового перехода имеет большее значение, чем температура плавления. Максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости для поляризованных пленок сополимера винилиденфторида с трифторэтиленом смещен на 10°C в высокотемпературную область по сравнению с максимумом для неполяризованных пленок. При этом диэлектрическая проницаемость неполяризованных пленок имеет большие значения в сравнении с соответствующей величиной для поляризованных образцов. Это связано с увеличением доли β -фазы после поляризации, а также с внутренним электрическим полем, обусловленным объемным зарядом, образующимся в процессе поляризации на границах раздела фаз.

Об авторах

Александр Валентинович Солнышкин

Тверской государственный университет

д.ф.-м.н., профессор кафедры физики конденсированного состояния

Никита Владимирович Востров

Тверской государственный университет

младший научный сотрудник управления научных исследований

Сергей Игоревич Гудков

Тверской государственный университет; Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН

к.ф.-м.н., младший научный сотрудник управления научных исследований ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»; ведущий инженер ФГБУН «Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН»

Алексей Николаевич Белов

Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники

д.т.н., профессор Института интегральной электроники имени академика К.А. Валиева

Список литературы

  1. Guo, M. Flexible robust and high-density FeRAM from array of organic ferroelectric nano-lamellae by self-assembly / M. Guo, J. Jiang, J. Qian et al. // Advanced Science. - 2019. - V. 6. - I. 6. - Art. № 1801931. - 9 p. doi: 10.1002/advs.201801931.
  2. Melnikov, A.R. Application of pyroelectric sensors based on PVDF films for EPR spectra detection by heat release / A.R. Melnikov, S.B. Zikirin, E.V. Kalneus et al. // Sensors. - 2021. - V. 21. - I. 24. - Art. № 8426. - 12 p. doi: 10.3390/s21248426.
  3. Ducrot, P.H. Optimization of PVDF-TrFE processing conditions for the fabrication of organic MEMS resonators / P.H. Ducrot, I. Dufour, C. Ayela // Scientific Reports. - 2016. - V. 6. - Art. № 19426. - 7 p. doi: 10.1038/srep19426.
  4. Kim, H.Integrated 3D printing and corona poling process of PVDF piezoelectric films for pressure sensor application / H. Kim, F. Torres, Y. Wu et al. // Smart Materials and Structures. - 2017. - V. 26. - № 8. - Art. № 085027. -15 p. doi: 10.1088/1361-665X/aa738e.
  5. Белов, А.Н. Планарная струйная печать локализованных структур Ni/P(VDF-TrFE)/Ni для пьезо- и пироэлектрических матриц / А.Н. Белов, Н.В. Востров, Г.Н. Пестов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 637-648. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.637.
  6. Hon, K.K.B. Direct writing technology - advances and developments / K.K.B. Hon, L. Li, I.M. Hutchings // CIRP Annals. - 2008. - V. 57. - I. 2. - P. 601-620. doi: 10.1016/j.cirp.2008.09.006.
  7. Bodkhe, S. One-step solvent evaporation-assisted 3D printing of piezoelectric PVDF nanocomposite structures / S. Bodkhe, G. Turcot, F.P. Gosselin et al. // ACS Applied Materials & Interfaces. - 2017. - V. 9. - I. 24. - P. 20833-20842. doi: 10.1021/acsami.7b04095.
  8. Востров, Н.В. Исследование физических свойств тонких пленок ПВДФ, изготовленных методом 4D-печати / Н.В. Востров, А.В. Солнышкин, И.М. Морсаков и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 561-571. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.561.
  9. Mai, M. The thickness dependence of the phase transition temperature in PVDF / M. Mai, V. Fridkin, B. Martin et al. // Physica B: Condensed Matter. - 2013. - V. 421. - P. 23-27. doi: 10.1016/j.physb.2013.04.002.
  10. Tashiro, K. Phase transition at a temperature immediately below the melting point of poly(vinylidene fluoride) from I: A proposition for the ferroelectric Curie point / K. Tashiro, K. Takano, M. Kobayashi et al. // Polymer. - 1983. - V. 24. - I. 2. - P. 199-204. doi: 10.1016/0032-3861(83)90133-7.
  11. Xia, W.M. A crystal phase transition and its effect on the dielectric properties of a hydrogenated P(VDF-co-TrFE) with low TrFE molar content / W.M. Xia, Y.J. Gu, C.Y. You et al. // RSC Advances. - 2015. - V. 5. - I. 130. - P. 107557-107565. doi: 10.1039/C5RA22904A.
  12. Ruf, R. The ferroelectric phase transition of P(VDF-TrFE) polymers / R.Ruf, S. Bauer, B. Ploss // Ferroelectrics. - 1992. - V. 127. - I. 1. - P. 209-214. doi: 10.1080/00150199208223372.
  13. Быстров, В.С. Компьютерное моделирование свойств ПВДФ и П(ВДФ-ТрФЭ) нанопленок при фазовом переходе и эмиссионная cпектроскопия их поляризации / В.С. Быстров, Е.В. Парамонова, Ю.Д. Дехтяр и др. // Математическая биология и биоинформатика. - 2011. - Т. 6. - Вып. 2. - С. 273-297. doi: 10.17537/2011.6.273.
  14. Furukawa, T. Phenomenological aspect of a ferroelectric vinylidene fluoride/trifluoroethylene copolymer / T. Furukawa // Ferroelectrics. - 1984. - V. 57. - I. 1. - P. 63-72. doi: 10.1080/00150198408012752.
  15. Menegotto, J. Dielectric relaxation spectra in ferroelectric P(VDF-TrFE) copolymers /j. Menegotto, L. Ibos, A. Bernes et al. // Ferroelectrics. - 1999. - V. 228. - I. 1. - P. 1-22. doi: 10.1080/00150199908226122.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».