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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 还原氧化石墨烯在铁电聚合物复合材料介电增强中的作用

    摘要： 具有高介电常数的柔性聚合物复合材料在电气和电子应用中极具价值。本研究通过溶液法将还原氧化石墨烯(rGO)和巨介电常数CaCu3Ti4O12(CCTO)颗粒掺入聚偏氟乙烯(PVDF)基体，成功制备出高介电常数(高k值)且低介电损耗的柔性复合材料。这种三相复合材料兼具各二相复合材料的优势，同时规避了其缺陷。当rGO和功能化CCTO分别占体积分数0.61%和12.5%时，在1kHz频率下实现了高达约40.4的介电常数和相对较低的约0.08的介电损耗角正切值。复合材料介电性能的提升可能源于诱导极化效应、rGO固有的高介电常数，以及rGO片层间的隧穿效应对材料导电性和介电损耗的重要影响。该陶瓷/rGO/聚合物三相杂化策略有望用于设计和制备兼具理想柔性与介电性能的高k值复合材料。

    关键词： 聚偏氟乙烯，钛酸铜钙，还原氧化石墨烯，介电常数

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 制备具有优异膜选择透过性和氧化稳定性的纳米SiO?/Al?O?/ZnO共混PVDF阳离子交换膜

    摘要： 离子交换膜几乎应用于所有工业领域，但大多数存在渗透性低和抗氧化性差等缺陷。本文采用聚偏氟乙烯（PVDF）与纳米SiO?、纳米Al?O?及纳米ZnO共混制备阳离子交换膜，通过苯乙烯接枝磺化法引入磺酸基团。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学测量对膜进行表征，并评估了离子交换容量（IEC）、吸水率（WU）、迁移数、膜选择透过性、膜电阻、官能团及形貌等性能指标。阳离子交换膜的亲水性、IEC和选择透过性取决于膜基质中纳米粒子的含量，随着纳米SiO?/Al?O?/ZnO质量分数的增加，高迁移率数值持续提升。最终，含1.5%纳米SiO?、2.0%纳米Al?O?或2.0%纳米ZnO的阳离子交换膜均展现出优异性能：PVDF/2% ZnO-g-PSSA膜的选择透过性达94.9%，PVDF/2% Al?O?-g-PSSA膜的IEC为2.735 mmol·g?1，PVDF/1.5% SiO?-g-PSSA膜的抗氧化性达2.33%。这些膜可应用于水处理、电驱动分离、重金属冶炼等多种电化学过程的分离领域。

    关键词： 阳离子交换膜、纳米SiO?/Al?O?/ZnO、聚偏氟乙烯、膜性能

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 电纺PVDF/NP-ZnO纳米纤维在环境能量收集中的应用研究

    摘要： PVDF是最广泛应用的四种晶相介电聚合物之一，其中仅β相具有压电特性，可通过静电纺丝法制备。本研究采用不同比例的二甲基甲酰胺(DMF)与四氢呋喃(THF)混合溶剂、两种聚合物浓度及多种ZnO含量，制备了PVDF/NP-ZnO纳米纤维复合材料。对成功形成纳米纤维的样品进行了表征，结果表明：当聚合物与氧化锌浓度较低且两种溶剂比例相同时，能形成结构良好的纳米纤维。为研究合成条件对纳米纤维形貌和直径的影响，实验设置了不同时间间隔和注射速率进行制备。结果显示：较短时间间隔内需降低注射速率，才能形成无节点和喷射物的均匀纳米纤维。最终基于最优样品制备了柔性压电纳米发电机，并在振动机械力作用下测试，获得最大输出功率32 nW/cm2。使用更均匀且拉伸的纳米纤维可获得更大的输出电流和电压。

    关键词： 纳米纤维、纳米发电机、聚偏氟乙烯、氧化锌、静电纺丝

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 通过同质双层PVDF-TrFE降低聚合物绝缘体表面粗糙度以提升有机铁电存储晶体管的电学性能

    摘要： 我们提出一种通过降低铁电聚合物绝缘体表面粗糙度来提升有机非易失性存储晶体管电学性能的可行方法。采用聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物[P(VDF-TrFE)]同质双层结构来控制传统单层[P(VDF-TrFE)]聚合物绝缘体的高表面粗糙度。与原始单层P(VDF-TrFE)薄膜的18.8纳米相比，聚合物绝缘体的均方根粗糙度降至11.9纳米，实现了表面平滑化。该同质双层P(VDF-TrFE)薄膜晶体管展现出更高的存储开关比（约100）和迁移率（2.9×10?2 cm2V?1s?1），显著优于原始P(VDF-TrFE)的开关比16和迁移率2.1×10?2 cm2V?1s?1。导致高开关比的迁移率增强机制主要归因于铁电聚合物绝缘体表面粗糙度的降低。

    关键词： 有机薄膜晶体管，铁电材料，同质双分子层，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • [美国机械工程师学会2018年电子与光子微系统封装与集成国际技术会议及展览 - 美国加利福尼亚州旧金山（2018年8月27日星期一）] 美国机械工程师学会2018年电子与光子微系统封装与集成国际技术会议及展览 - 印刷电路板集成振动传感器用于电子系统状态监测的可行性

    摘要： 在自动驾驶汽车等安全关键应用系统中，电子设备复杂度的不断提升要求采用新方法来确保电子组件的硬件可靠性。结合数据驱动与失效物理模型的预测与健康管理（PHM）技术，是避免现场意外故障的有效途径。但基于部分失效物理模型的PHM实施，需要测量电子器件任务寿命期间所受环境载荷的传感器数据。本研究探究了在印刷电路板（PCB）内层制造并使用集成传感器作为冲击与振动任务载荷指示器的可行性。我们设计了一块四层PCB，在层压工艺前将基于聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（PVDF-TrFE）的压电传感器印刷在其中一层覆铜板上。标准生产回流焊工艺完成PCB制造及BGA/QFN封装元件组装后，测试表明焊接工艺未影响传感器材料功能——回流焊后传感器约30%保持有效，该良率还与传感器位置及可能存在的形状相关。优化传感器设计与布局有望将良率提升至50%以上。传感器对冲击测试的响应符合预期，但测试PCB出现分层现象需进一步研究。该分层似乎并非仅由嵌入式传感器导致，而是多重因素共同作用的结果。本研究表明在PCB层间嵌入压电传感器具有可行性。

    关键词： 聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、压电传感器、故障预测与健康管理（PHM）、状态监测、电子系统、印刷电路板集成振动传感器

    更新于2025-09-04 15:30:14