研究目的
通过静电纺丝法合成柔性无铅BCTZY纳米纤维，并制备具有垂直排列结构的相应纳米发电机，研究其低温烧结性能、电学性能以及在微型能量收集中的潜在应用。
研究成果
垂直排列的BCTZY纳米纤维基纳米发电机展现出优异的电学性能，包括平均开路电压3.0伏和短路电流85纳安，表明其在微型能量收集应用中的潜力。该研究还优化了BCTZY纳米纤维的低温烧结工艺，降低了热能消耗。
研究不足
该研究聚焦于BCTZY纳米纤维及其纳米发电机的合成与性能，但在能量收集装置中的实际应用可能需进一步优化以实现更高效率与耐久性。
1：实验设计与方法选择：
本研究结合溶胶-凝胶法与静电纺丝技术合成BCTZY纳米纤维。通过研究低温烧结特性优化合成路径。
2：样品选择与数据来源：
采用分析纯原料未经进一步提纯。通过SEM和FETEM测试分析烧结纳米纤维的形貌、柔韧性与结晶度。
3：实验设备与材料清单：
包括热重/差示扫描量热仪（SDTQ600，TA）、X射线衍射仪（X’pert Pro MPD，PANalytical）、傅里叶变换红外光谱仪（TENSOR Ⅱ，BRUKER）、扫描电镜（JSM 6700M，JEOL）、场发射透射电镜（JEM-2100F，JEOL）、拉曼光谱仪（LabRam HR Evolution，HORIBA）、阻抗分析仪（HP4294A，Agilent）、铁电测试仪（WS-2000，Radiant）、准静态压电系数d33测试仪（ZJ–3A）及电化学工作站（CHI760E）。
4：实验流程与操作步骤：
将初纺纳米纤维在450°C煅烧1小时，700°C烧结2小时。通过PDMS混合物渗透烧结纳米纤维、固化后粘贴ITO-PET电极薄膜，测试其电输出性能。
5：数据分析方法：
利用上述设备分析介电、铁电及压电性能，通过手指敲击评估纳米发电机的电输出。
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获取完整内容-
Ferroelectric tester
WS-2000
Radiant
Examining the ferroelectric properties of the BCTZY NFs/PDMS.
-
XRD
X’pert Pro MPD
PANalytical
Confirming the crystalline phase of the BCTZY NFs.
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FTIR
TENSOR Ⅱ
BRUKER
Confirming the molecular structure of the BCTZY NFs.
-
FETEM
JEM-2100F
JEOL
Determining the micro-structures of the BCTZY NFs.
-
Raman spectroscopy
LabRam HR Evolution
HORIBA
Studying the molecular structure and phase changes of the BCTZY NFs at different temperatures.
-
Impedance analyzer
HP4294A
Agilent
Examining the dielectric properties of the BCTZY NFs/PDMS.
-
TG/DSC
SDTQ600
TA
Analyzing the crystallization process of the BCTZY NFs and designing their heat-treatment procedure.
-
SEM
JSM 6700M
JEOF
Determining the physical morphologies of the BCTZY NFs.
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Quasi-static piezoelectric coefficient d33 testing meter
ZJ–3A
Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences
Measuring the d33 of the polarized BCTZY NFs/PDMS.
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Electrochemical workstation
CHI760E
America
Estimating the electrical output of the BCTZY NF–based NGs.
-
FlexiFore Multi-Handle (MELF) System
Teksan
Monitoring the force during the output test.
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