高分子压电材料的特点范文

开创“理”与“据”

余灯广是个“杂家”，他本科学习的是化学工程，博士时期学习的是生物医学工程，而到了博士后，他则选择了纺织科学与工程专业。这期间，余灯广还在湖北双环化工集团公司工作了10年，这段经历让他能从一个更宽广的视角来看待科研。2011年，余灯广几经思索，决定踏入材料科学与工程研究领域，上海理工大学则是这段新旅途的起点。一上路，余灯广就把关注点放在了微纳米材料制造技术上。在他眼中，一种新型微纳米材料制造技术，往往意味着能创造更多的新型结构微纳米材料及实际应用。

极端条件（超高温、高压、超磁以及高电压）下物质的相互作用与理化性能表现，和微观层次物质之间的相互作用是目前人类认识世界、获取知识的两座富矿。“与此相应，在极端条件下制备功能物质、于微观层次操控分子，及用微纳米体系制备功能材料是人类改造世界、获取新方法的先进技术。”在该思路的指引下，他主持了国家自然科学基金委员会与英国皇家学会合作交流项目――“三级同轴电纺制备零级药物缓控释给药系统研究”，取得了新的突破。

虽然三级同轴电纺在基本原理上与单射流电纺没有差别，也就是直接应用高压静电场力对流体进行单步拉伸固化，从而获得纳米纤维。但实际上其实施难度和涉及的经验与知识大不相同。“在单射流电纺中，Taylor锥后的直线射流直接拉伸弯曲或者发生分裂，对其影响并不大。”余灯广介绍道，而在同轴电纺和三级同轴电纺过程中，Taylor锥后的直线射流若是发生分裂，就无法获得所需要的多层纳米结构。此外，在溶剂环流三级同轴纺的实施过程中，如果外层环流溶剂发生分裂，将毁坏纤维收集板上的纳米纤维毡。

“要想高效准确地调控三级同轴纺过程，需要对每种流体在高压电场下的表现与行为，及它们在三级同轴纺的过程中具有的匹配性和协调性，有一个比较清晰的认识。”因此，余灯广带领团队对这些流体的基本理化性能、以及这些理化性能与它们在高压电场下行为之间的关系进行探究，最终发现了芯鞘纳米纤维的三级同轴电纺成纤机理，使得制备结构特征明确、性能优良的三级芯鞘纳米纤维“有理可循”。

通过研究，余灯广还设计了多种应用三级同轴纺制备的多层次纳米结构（药物梯度分布、控释材料梯度分布、芯鞘纳米药物储库、薄层包裹结肠靶向药物储库等），将这些结构特征与纳米纤维的理化性能和功能表现进行有效关联，对稳定可靠地制备出功能高度重现的纳米给药系统尤为关键。“这些微观结构主要特点包括：每层厚度以及彼此之间比率、药物或材料梯度大小与方向、每层的成分c组成、包裹的厚薄以及致孔剂的用量等。”余灯广介绍说，他将这些特点参数结合药物和聚合物基材的理化性能（如极性、水溶性、溶蚀性能、降解性能）进行实验分析，然后通过大量试验数据对其进行总结归纳和分析演绎，建立了三级芯鞘纳米纤维的“微观结构特点―理化性能状况―所需功能表现”之间的内在关联、使得多层结构型纳米纤维状药物零级控释给药系统的研究开发“有据可依”。聚焦“自组装”

目前，余灯广正在进行“基于电纺芯鞘纳米纤维的分子自组装原位协同调控研究”项目研究。在该项目中，他选用了一些药物活性分子和药用载体材料，并使用了一些药学常规方法，分析表征自组装纳米体系的活性成分包裹率和对活性成分的缓控释效果，这样做的目的是应用它们作为自组装基元物质模型，并通过它们来研究应用电纺芯鞘纤维为模板调控分子自组装原位构建功能纳米体系的可行性、有效性和实用性。

“我们的策略为先通过top-down同轴电纺制备聚合物基芯鞘纳米纤维，再以纤维为模板、利用其直径的纳米尺度限定作用和芯鞘结构的模板作用、在一个微观区域内调控自组装基元分子的转运与接触，实现一个相对可控的bottom-up分子聚集组装过程。”余灯广介绍说，其具体的研究内容包括：发展同轴电纺工艺（溶剂环流三级同轴纺、稀溶液环流同轴纺、升温同轴纺）；制备新型人工自组装材料，即具有成分空间分布特征、多组分复合的水溶性聚合物基芯鞘纤维；通过“溶解―疏水”作用启动分子自组装构建纳米体系；研究芯鞘结构纤维电纺成型机理及其对分子自组装的调控机制；阐明复合纤维组成成分、结构特征和环境因素等对分子聚集组装的原位协同调控机理。若是项目研究成功，将为建立多组分可控自组装提供新方法，为构建新型人工自组装功能纳米材料开发新途径，并会发展出功能导向的自组装新体系和新技术。

至今为止，该在研项目已经发表SCI研究论文25篇，获得中国发明专利授权8项。他说：“等这个项目完成后，我将在此基础上开发一系列新型人工自组装功能纳米材料，和相关新型纳米给药系统，那时候将会进行相关对比研究以及动物试验。”

高分子压电材料的特点范文篇2

【关键词】高压电流互感器；应用

复合绝缘高压电流互感器又叫干式电流互感器，其主要采用的绝缘材料是聚四氟乙烯薄膜和硅橡胶，这种绝缘材料代替了传统材料，具有传统互感器没有的特点以及良好的特性。它具有良好的绝缘效果，并且稳定性较好，维护简单，价格相对较低。以下对其进行具体分析，了解其在各种试验下的性能表现以及其安全性。

一、复合绝缘高压电流互感器试验

为了了解复合绝缘高压电流互感器的性能以及在使用后是否会出现劣化现象，为今后的推广提供重要的参考依据，以下就复合绝缘高压电流互感器进行试验和分析。试验中的三台机器均为已经运行三年以上的互感器。

（一）试验具体内容。在对复合绝缘高压电流互感器进行试验时，主要试验其出厂项目和特殊项目。出厂项目包括：电阻测试、介质损耗测试、局部放电测试、误差测试等；特殊项目测试包括：介质与电压试验、耐压试验等。1.出厂试验。对三台互感器进行测试，其依据的是出厂的标准，通过检测可以发现，虽然三台设备都已经运行了三年多，但其各项指标都符合出厂标准；2.特殊试验。在介质与施加电压的关系测试中显示介质的损耗因数很小，并且趋于稳定。介质损耗因数能够准确的判断介质的绝缘能力，因数越大则绝缘寿命越短。如果在固体介质上施加电压，就会有电流从中流过，并且电流会随着电压的增加而增加，如果电压过高，就会出现电流击穿绝缘的状况。在试验中，从20kV开始对其施加电压，在每次升高电压的同时做介质损耗的测量，当施加的电压达到166kV时，其介质损耗因数没有发生明显变化，基本处于原来的状态。说明电流互感器的绝缘状况良好，绝缘裕度较大。它之所以具有较高的绝缘性能，是因为其选用的主要材质为聚四氟乙烯，这种材料是中性介质，这种介质的损耗因数较小而且具有较高的稳定性；在对复合绝缘高压电流互感器进行放电测试时发现，检测的样品虽然使用多年，但其局部放电量要远低于刚出厂时的放电量，这是由于在测试过程中，对其进行了126kV的激发，在长时间运行后，出现局部放电量衰减的现象。通过对互感器的加压时间和局部放电量的试验表明，局部放电量随着电压和时间的增加而呈衰减趋势；为了进一步加强对产品绝缘裕度的检测，对其进行破坏性的耐压试验。在试验过程中将工频的耐压值调到185kV，在确定耐压时间后不断的升高电压，直到电压升高至350kV，以至导电线夹将箱体的空气间隙击穿，这时可以发现，互感器的绝缘并没有发生任何的破坏。为了证明测试的准确性、进一步检查互感器的绝缘裕度，从而对另一台互感器进行耐压试验，试验后发现，其绝缘也没有发生任何损坏。通过两次耐压试验得出，互感器的绝缘水平高于出厂值，且绝缘裕度大，较安全。

（二）对产品进行解剖。在对试验中的两台互感器进行解剖得出，用于绝缘的材料比较洁白、光亮，并且绝缘材料包扎紧密，没有出现松动的现象，绝缘材料的表面没有任何放电现象。其电容边比较整齐，没有因为放电而对电容边造成破坏，并且绝缘材料的尺寸没有发生位移现象。由此可以证明，复合绝缘高压电流互感器的绝缘性能非常好，绝缘的裕度也比较大，误差在在合格的范围内，其条件能够满足正常的运行要求。

二、复合绝缘高压电流互感器绝缘劣化率分析

（一）绝缘材料。在电力设备中，绝缘材料的选择尤为关键，材料的好坏直接影响到整个电力系统运行的安全性，在对绝缘结构进行设计的过程中，介质损耗因数是判定材料绝缘性能的主要标志。如果介质的损耗因数过大，就会导致绝缘材料的温度过高，由于热量不稳定，还会造成材料发生热击穿现象。复合绝缘高压电流互感器中使用的材料为聚四氟乙烯，其损耗因数比较小，在承受电压超过工频耐压的情况下，其损耗因数的数值小于4%，这就证明复合绝缘高压电流互感器的介损小且稳定性好，有较低的劣化率，具有较好的性能。

（二）组合绝缘结构。在对互感器进行研究的同时要考虑到局部放电量的因素，局部放电量是判断劣化率的重要标准之一。高压电力设备中都会存在一定的缺陷，有些电场的分布还具有不均匀性。在电场的作用下，固体绝缘中的气隙达到一定的值，就会导致高压设备的局部放电。暂时的局部放电不会给高压设备带来太大影响，但长期的放电会提高绝缘的劣化率，严重的会击穿整个绝缘结构。通过对复合绝缘高压电流互感器的研究，其局部放电量很小，如果在高电压设备上施加一定的电压或者延长设备运行的时间，这样就会使局部放电量衰减。所以说绝缘结构放电量小也是保证绝缘劣化率低的一个重要因素。

（三）电压分布。电压分布决定了高压电设备运行的安全性，绝缘芯体的电容结构是使内绝缘可以在均匀的电场下运行的必要保障。复合绝缘高压电流互感器与其他传统的电流互感器的不同之处在于其绝缘芯体被热缩管包裹，且热缩管被硅橡胶伞裙包裹，这就使电流互感器具有较好的绝缘效果。由于互感器的外绝缘和绝缘芯体配合较紧密，且电位的分布较均匀，这就使其周围的电压场较低，这样不仅能提高放电电压也能降低绝缘材料的劣化率，延长绝缘材料的使用时间。通过将传统的合成绝缘子和穿墙套管进行对比，两者在长时间使用后有明显的区别，合成绝缘子由于电压分布不均匀，在长期使用后导致伞群发黑，而穿墙套管虽然也使用了同样的时间，但却完好无损。

（四）热负荷试验。劣化率问题是设备管理人员和设计人员最关注的问题，因为劣化率决定了产品的使用寿命。目前我国绝缘材料最长的使用时间是15年，且在运行过程中状态良好，没有出现过绝缘事故。在计算有机复合绝缘寿命初期，曾经对绝缘芯体做过符合国家标准的热负荷循环试验。试验的具体内容是：在20℃的环境下对66kV的芯体做126个周期的循环试验。在试验中不断的向绝缘芯体施加73kV的电压，在通电5小时后，停止施压3小时，每天进行3个周期的负荷循环试验。再按110kV等级进行负荷循环试验，将原来的温度调整为25℃，将电压升为127kV。经过这两次试验后可以得出，绝缘芯体没有出现击穿的现象，也没有发生芯体的变形或损伤的状况。根据劣化率的理论进行分析，复合绝缘高压电流互感器具有较长的使用寿命。

总结

通过以上的研究和探讨表明，复合绝缘电流互感器具有较强的电气性能，采用的是国际领先技术，通过对复合绝缘高压电流互感器进行理论分析和试验应用，表明其使用寿命和可靠性均符合电网使用要求。由于其具有较高的性价比，所以适合在全国范围内大力推广。

参考文献

[1]张书琴.套管型电磁式电流互感器极其应用[J].高压电器，2012（9）.

高分子压电材料的特点范文篇3

【关键词】智能材料；土木工程；特点；发展趋势

引言

目前，随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展，智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料，其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化，并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料，一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。

一、智能材料类型及特点

智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出，并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展，使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类，一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料，称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料，也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素，可利用自身感知处理信息，发出指令并执行动作，进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下，单一功能材料难以具有上述多种功能，这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。

二、土木工程中智能材料的应用

1.形状记忆合金的应用

形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料，作为新型功能性材料，最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中，材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变，同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中，实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究，而且还可以将材料研制为智能型驱动器，在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点，在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状，表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力，结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统，该系统可实现相变伪弹性性能，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统，用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知，进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示，耗能器安装形状记忆合金结构后，耗能器可吸收约为三分之二的地震能量，并显著抑制结构的位移。

2.压电材料的应用

压电材料一般是指在收到压力后，材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知，利用传感器输出结果，从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上，采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，从而实现对于结构震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步，压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。

3.光导纤维的应用

光导纤维由外包层与内芯构成，是一种纤维状光通信介质材料，该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统，由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子，因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率，潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用，将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能，而且将形状记忆合金等驱动元件埋入，有机结合信息处理系统与控制元件，使混凝土结构具有智能功能，进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中，光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料，我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。

4.压磁材料的应用

压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理，当磁场的强度高于临界强度时，磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质，控制流体特性实施时需要较低的能量，因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点，磁流变材料可用于高层建筑的结构中，实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔，使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应，这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。

三、智能材料的发展趋势

在土木工程领域，智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态，在土木结构中集成传感与驱动元件，利用其网络实时监控结构状态，以保证土木工程结构与基础设施的安全，有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构，该结构不仅可承载传递运动，还能检测并改变结构特性，具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构，在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题，尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题，研发应用智能材料能够为其提供重要的途径，实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处，但随着有关研究的不断深入，智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中，智能材料都将发挥其潜力，体现出广阔的应用前景，开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。

四、结语

综上所述，随着智能材料的广泛应用，同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展，在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件，建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构，对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用，为人们工作生活提供更为舒适安全的环境，对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]张亚东.智能材料在土木工程中的应用研究[J].科技资讯，2011（30）：49.

[2]黄浦时.关于智能材料在土木工程建设中的研究[J].数字化用户，2013（11）：27.

高分子压电材料的特点范文篇4

关键词:110kV；输电线路；设计

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

送电线路的设计要在国家的建设方针和技术经济政策的指导下，从实际出发，结合地区特点，积极推广采用成熟的新材料、新结构等先进技术。设计者要从线路的安全性能、在线监测、硬件结构、防雷装置等方面深人分析。此外，设计阶段还需要注重通过技术改造的方式来保证设计效果。

一、110kV变电站连线方法

在接线方式的选择要需要参考各种不同的功能需要完成，这样可以保证电力系统正式运行后发挥理想的作用。电气主接线是电源和出线为关键部分，在进出线比较多时(通常不小于4回)，为方便电能的汇总和分配，通常设置母线当作中间部分，使接线方便明了，运输简单，对装置和扩建有很大的帮助。以110kV进出线2次，10kV出线20次，以母线连接方法作为研究对象，其一般要采用110kV,10kV侧接线方法完成操作。

110kV侧进线2回，需采取的几种接线方法包括:(1)单母线分成多段进行接线。(2)带旁路母线的单母线分段接线。(3)两条母线接线。运用单母线分段接线有着多方面的优势，其不仅成本投资较少，且操作企业难度较低，对下道工序的操作有促进作用。若某个母线发生故障问题，则此组母线上的进出线会失去电源;结合双母线接线方法添加一组母线，这种处理方式需要投人较多的成本;而结合单母线分段带旁路母线接线方法，若技术人员在处理故障时则无需采用别的断电方式，能保持回路的正常用电，发挥了更加优越的供电性能。因而，110kV最好结合单母线分段带旁路母线接线方法完成。

10kV侧出线20回，大多数属于I类负荷，一般接线操作需要采取的措施为:(1)对单母线进行合理划分，降低了线路连接的成本投资。这种方式运用于10kV配电设置能改善线路的供电性能。(2)单母线分段带旁路母线，虽然此种方法能改善供电性能，但需要投人较大的成本资金。使用单母线分段接线也可以达到供电可靠性的需求，并且也节省了资金。所以，10kV侧采用单母线分段接线最为合适。

二、110kV输电线塔杆设计

铁塔是输电线路的重要支撑结构，对110kV输电线路的铁塔进行规划的同时，需要对相关因素给予重视，这样才能保证项目设计发挥理想的作用。通常需要考虑的内容有:塔身坡度、传力面、杆系传力、塔身斜材、分段模式、横隔面杆件分布等。交叉斜材式是导线横担下平面斜材常用的构造，同时交叉斜材需要进行科学的分布，然后才能将其连接到主结构上使用。考虑到避免外界因素的干扰，使得连接部位的主材会出现各种变形状况。这就需要施工人员采取科学的方式进行处理，保证各项结构都能得到合理的布置。一般采用的方法是对节点位置添加1根短角钢，以求改善结构的稳定性能。为保证设计方案的科学性，达到杆系传力的质量标准，通常需要把横担下平面交叉斜材杆系分布在导线横担根部时，这样才能实现个方面结构的协调性，使得主材和节点板弯曲变形等现象得到有效的解决。

目前，很多因素都会对塔身斜材的使用性能造成制约，这些都会影响到整体结构的抗压程度。斜材对外荷载抵抗力矩的大小即斜材、水平面的夹角大小，对主材分段及主材选材有着决定性作用，一般需选择40度一50度为最佳。塔型的使用要根据具体情况而定，一般需重点控制选材质量、节间分段、主材长度等方能的因素，从而满足结构优化的需要。同时，对于其它方面的结构因素也要慎重考虑，如:塔身斜材布置、外荷载、几何尺寸、材料截面等等，这些都是要综合杜比后才能确定的。

对于大坡度塔的规划设计，也要注意好多个方面的内容。一是在塔身主材和节点板之间需要添加斜垫，这样可以保持结构之间的稳定性;二是如果塔身主材为单角钢，则要选择设置双排螺栓，靠主材肢端的螺栓来维持板材结构的稳定;三是如果四角钢组合成十字断面需使用制弯节点板，通过这样的处理可以保持节点板和塔身斜材处在相同的工作水平。

三、绝缘子串设计

高压电器的连接、加固、绝缘等都需要经过相应的方式处理，其在供电厂变电站的各种电压配电配置里有着重要的作用。一般情况下，其都是经过导电体、绝缘子、金具等操作完成。这就需要保证绝缘子能达到相应的绝缘强度和机械强度要求，为后期的施工安排创造条件。

根据实际的受力状态分析，可以对直线型杆塔上构造成相应的悬垂串，在耐张杆塔上构造耐张串。对各个联悬垂绝缘子的片数计算时需要根据标准的公式完成:

n≥aUN/h

式中，n是每联绝缘子的片数;UN是标称电压((kV);。是爬电比距，35～110kV大气清洁地区则选择1.6～2.0cm/kV;h是单个绝缘子的爬电间距，110kV取1000mm。还应该考虑外界因素对绝缘子造成的不利影响，这样可以保证其使用性能的正常发挥。穿墙套管多数用在母线的链接中，对屋内贯穿墙壁从室内向室外穿墙处理起到了重要作用，110kV需使用油浸纸绝缘电容式。

四、防雷结构的设计

防雷结构设计是高压电网不可缺少的一部分，其能够避免线路受到自然因素干扰的影响。通常，高压110KV输电线路的雷害现象较严重。对高压线路采取防火设计需要靠的问题::(1)对于花草树木、房屋建筑等因素造成的干扰，需将其考虑到防雷设计范围内，这样可避免不利因素造成的干扰。针对会造成绕击雷害的地表凸出物，则要及时调整引雷特点;(2)若双避雷线能够对导线安全进行有效的防护，则需要防止边相导线的绕击范围;(4)提升避雷线使用性能，保证所用的线材能符合现实使用需要，以防在使用过程中出现意外事故;(6)对水平间距高压边相导线38m以内出现雷害问题的，则应该在存有绕击雷害问题的高压线路大跨越的雷电方向侧设计旁路防雷线，有效防范雷击对线路造成的破坏作用;(7)若需要向边相导线侧外移避雷线，则应该充分考虑雷击避雷线对高压电线造成的不利影响，需设计高压导线与避雷线的间距处于标准状态，垂线方向维持相对的水平间距(建议不大于±2m),

五、电线选用

依照导线在电网中的作用，我们需要配备合适的材料以保证导线功能发挥。在材料使用上要选择导电率高、防热能力好、价格低廉的材料。目前市场上运用较多的则是铜、铝、钢等。由于铜的价格相对较高，在架空输电线路中的运用很少。而铝材料的使用不仅性能优越，且持续使用的时间较长，能满足输电线路长期运用的需要。根据110kV输电线的具体要求，其母线最好选用钢芯铝绞线LGJ,

六、结束语

高压输电线路肩负着传送和配置电能的责任，对于其输电线路的设计应坚持以实际运用为基础，以保证线路的作用得到充分发挥。

参考文献：

高分子压电材料的特点范文篇5

[关键词]静电静电实验静电产生

静电实验是物理实验的重要组成部分，而且属于较难在课堂上驾御的物理演示实验，原因是影响静电实验成败因素颇多。因此，就要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，分析影响实验的各种因素，抓住主要矛盾，有针对性地解决问题。方能在一个具体实验环境条件下，把握试验关键，确保静电实验成功。

一、静电研究的历史

古代人们对自然界中的各种电现象，不了解他们内在的联系，认为它们是各不相干的。有些现象实在无法解释，只能求助于神的力量。16世纪英国御医吉尔伯特是第一个比较系统地研究了静电现象的人，吉尔伯特的工作停留在定性的阶段，进展不快。1752年，美国社会活动家富兰克林用风筝将雷电引下来，把“天电”收集到莱顿瓶中，从而弄明白“天电”和“地电”原来是一回事。18世纪后期，贝内特发明验电器，这种仪器一直沿用到现在。它可以近似地测量一个物体上所带的电量。另外，库仑发明了扭秤，用它来测量静电力，推导出了库仑定律。科学家使用了验电器和扭秤以后，静电现象的研究工作就从定性走到了定量的道路。经过长期对自然现象的观察和研究，人们对静电现象有了一定程度的认识。但是对电的本质问题，一直到研究物质结构后，才算比较清楚。

二、静电中的电荷本质

电荷本身不是物质，但电荷与物质不可分离，自然界不存在脱离物质而单独存在的电荷，电荷是物质的固有属性之一，它有正电荷与负电荷两种，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。导体上所带的电荷是可以自由移动的自由电荷，以传导方式实现电荷的转移；而绝缘体带电情况与导体带电情况大不相同，绝缘体所带的电荷是以束缚电荷的形式出现，不能以传导方式转移，而是以放电形式实现转移。所以，带电的绝缘体与导体接触后，导体上所得到的电荷是通过放电形式转移而来的，即金属中的电子在强电场作用下，从金属表面逸出，导体表面电荷集中部分最易发生这种现象。我们通过接触可以实现绝缘体与带电体上电荷的转移，但其本质上不是传导而是放电，这个问题的正确理解，有助于我们理论上正确分析静电产生的原因。通常物体由原子组成，原子中有带正点的原子核和带负电的电子，由于正、负电荷相等，一般物体呈中性而不带电。但当物体经过摩擦、加热、感应、照射等变化，往往使物体获得或失去一些电荷（电子），呈现带静电状态。由此可见，静电产生是具有多样性和复杂性。

三、实验中静电的产生

1.摩擦带电是课堂教学中最常用的起电方法。两种不同物质互相接触时，由于两种物质原子核外电子分布的不同，两者之间就存在着一个电位差，叫接触电位差。因电位差存在，常常有电子从一个物体转移到另一物体，从而使前者带正电，后者带负电。两物体相互摩擦，摩擦的作用使两物体接触的点增多，接触更紧密，从而增加电子转移的机会，加之摩擦温度升高，加速了电子转移。但是，从物理本质上来讲，摩擦带电是一种接触带电，相互接触紧密时的接触电位差是主要矛盾，相互摩擦的两种材料之间挤压的越紧，越容易实现电子在两种材料的转移而使之带电，而只有快速．反复而不紧压的摩擦是不易生电的，有经验的教师是用紧压的摩擦来成功使物体带电的。

实验中有时用丝绸摩擦两根玻璃棒，却得到两玻璃棒带电性质相反的反常现象。研究后认为，用丝绸摩擦第一根玻璃棒，因玻璃棒失掉电子而带正电，丝绸得到电子带负电，在空气特别干燥时，丝绸上的电子不易漏失。当与第二根玻璃棒一起摩擦时，由于摩擦次数较少或较轻，不仅没有使玻璃棒失掉电子，反而把丝绸上的多余电子转移到玻璃棒上，使第二根玻璃棒带负电，发生两棒相吸现象，为防止反常现象发生，第二次丝绸与玻璃棒摩擦起电前，应用手充分与丝绸接触，使丝绸原先所带负电荷放净后，再于玻璃棒摩擦。

2.感应带电也是静电实验中较常用的方法。静电感应是静电场中的导体内，自由电荷受到场力作用移动，电荷重新分布，最后达到静电平衡，从而使导体不同部位出现正、负电荷的现象。感应带电是在静电感应的条件下，使导体的一端接地后，去掉静电场，则导体另一端的电荷重新分布在导体表面，用这种方法使导体带电的优点是：导体容易带电且带电量也易控制，需注意导体是处于与地绝缘状态。

4.实验中注意静电的特征

静电具有高电压特征。例如，人在地毯行走或从椅子上起立时，人体静电电压可高达一万多伏，静电的电量小、电容小。为什么电压高呢？原来两导体之间的电容、电压与其上电量之间保持U=Q/C的关系，而C=εS/d．如果介电常数ε,极板面积S保持不变，则电容与极板间距离成反比。举例说明：如两物体紧密接触时，其间距离为25×10-8厘米，其接触电位差很小，当两物体迅速离开至0.1厘米时，由于距离增大为原来的40万倍，电容则减小为原来的40万分之。如果分离前后物体上电量保持不变，电压将升为原来的40万倍。即使接触电位差只有0.01伏，分离至0.1厘米时电压可达4千伏。因此，数万伏静电压就不足为奇了。由此分析，不难看出，静电的高压特征主要来自电容，而不是来自电量。故其电量小，但电压高。

静电在高电压的特征下，对绝缘体材料性能的要求相应也很高。有些教师在流电实验范围形成的绝缘体概念，在静电范围许多材料却是亚导体，电荷易漏失，导致实验失败。因此静电实验要求使用高电阻率的绝缘材料。一般电阻率为107欧姆米以下的物体，在静电范围都属静电导体，而电阻率为107~1014欧姆米的物体只能算亚导体。静电绝缘体，一般指电阻率为1014欧姆米以上的物体。因此，静电实验中，要选好用的静电绝缘体。如：有机玻璃，各种塑料，硬泡沫塑料，石蜡等等，而不能用亚导体：棉线，纸张，木材，橡胶，胶木，玻璃等做绝缘体，认识这一点是查找静电实验失败原因的关键。

在静电实验中，影响实验成功的因素：一是空气湿度，二是仪器的绝缘性能，绝缘材料表面受潮，不清洁导致其绝缘性能下降致使实效差或根本做不出来。解决的方法是，在潮湿的天气条件下，在实验前和实验过程中，最好用钨灯烘烤。经过研究发现，空气湿度对静电的影响处于次要地位，而仪器的绝缘性能处于主要地位。为解决这个主要矛盾，需要改善仪器绝缘性能，一是用清洁剂将仪器洗净，清除杂质，增加绝缘性。二是改善仪器中关键的绝缘元件的绝缘性。仪器的清洁是静电实验成功的重要因素。

总之，每个教师要确保课堂教学成功，就必须对教学内容有更深层次的理解。即“知其然，更知其所以然。”静电实验教学的成功，要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，要在理论和实践中不断提高自己，才能确保静电实验教学的成功。

参考文献：

[1]陈啡暇.材料物理性能[M].北京：机械工业出版社，2006.

高分子压电材料的特点范文篇6

关键词110KV；电网；输电线路；设计

中图分类号TM7文献标识码A文章编号1674-6708（2013）101-0037-02

0引言

高压电网110kV的供电线路都是运用架空的绝缘体。一来提升了线路供电的可靠性，缩短了修理的工作量，线路的使用率大大提高。二来还方便线路杆塔的构建，节省了大部分的材料，而另一种方式则是沿墙进行铺设，这样一来不仅可以减少材料的应用，也可以减少对环境道路的不利影响，减少了电能的浪费，由于是与墙贴合，因此还增长了导线的腐化周期。

1110KV电网输电线路的现状

由于我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，所以我国高压电网的范围大、容量大的特点慢慢凸显出来，而我国最为关键的电网配置的其中之一就是110kV的输电线路。电能的输送主要来源于它。电能输送期间的经济性和安全性，和电网供电的可靠性有最直接的关系。目前，110kV的供电线路采用的是架空的绝缘体。提高供电性的同时，减少了合杆作业的停电次数，避免了不必要的大面积停电，简化了线路杆塔的构造。不利用架空绝缘的时候，可以沿着墙体铺设，节省材料消耗的同时，也美化了周边的环境。节约出来的架空空间，方便更小的通道内让架空路线来回穿梭。高压电网110kV的架空配电线路的最大特点就是：供电的半径长、农网线路居多。但同时缺点也暴露无遗，分断的开关少、线路保护设备简陋和各个线路之间没有联络。

2输电线的设计

2.1主变压器的数量

对于大城市郊区的变电站，在中、低压侧已经构成环网的条件下，装载2台主变压器最好。对于地区相对孤立的大型专用变电站，在设计的时候装载3～4台主变压器为宜。在我国，高压电网110kV的变压绕组都采用Y型的链接结构。城市中新建的高压电网110kV的主变压器的规模都采用3台为准。

2.2负荷量的计算

负荷的计算是供电设计中最基本的数据，计算的负荷值是否合理，将直接影响到导线的选择和电器的选择是不是经济合理。如果计算的结果偏大，就会影响导线和电器的选取过大，造成有色金属和投资的不必要浪费。如果计算的结果偏小，也会影响导线和电器提前老化甚至烧掉，造成的损失将是不可估量的。因此，正确合理的计算负荷量，对于导线和电器的布置尤为重要[2]。

2.3支撑线路的杆塔设计

110kV输电线路最基本也是最重要的支撑结构就是杆塔，在对支撑线路杆塔进行设计的时候，不仅仅要考虑线路本身条件限制的因素，更要考虑杆塔的分段模式、横膈面的杆塔分布、以及传力等诸多因素。常用的斜材构造是交叉型的斜材构造，它属于基本的单位，而为了使得减少杆塔本身受外界因素的影响，则可以在通电线路中杆塔本身的节点之间的位置增加短角钢的应用，这样，就能够有效的稳定其结构。

塔身斜材的性能会受到诸多因素的影响进而降低杆塔本身的结构的抗压性能。而影响其性能的因素有：水平面夹角的度数，应以40°～50°之间；还有选材的质量、主体材料本身的长度以及分段等等。

2.4输电线材料的选择

由于110kV的输电线路本身就具有危险因素，因此为了使其性能及使用寿命的延长，则必须在材料的选择上慎重。在设计之初，就要在以此电线在电网中的作用为前提来选择合适的材料电线。为了保证电线的作用的发挥达到设计的目的，一般尽量选择耐热性高、导电效率高这样的材料。当下使用的大多是钢、铝、铜这类的材料，而其中的姣姣者则就是铝了，铝本身的导电性就很不错，而且使用的寿命很长，这就满足了前面所提到的几项要求。

2.5110kV高压输电线路的绝缘设计

在110kV输电线路中由于本身电压的高度，所以就显得本身的加固连接及绝缘都十分重要，因此就需要针对性处理这些问题。而处理这些问题一般都是经绝缘子、导电体以及金具这类道具的操作来完成，这就对其绝缘的强度和强度的性能有着比较高的要求，这样一来，不仅增加了安全性，也为后期施工加固提供了有利的条件。

2.6输电线路防雷结构的设计

由于110kV线路本身分布广，线路比长的特点，使得受雷击造成的跳闸停电和绝缘子串烧毁的可能性很高，而这样一来高压电路的防雷设计自然就成为了线路设计时的重要问题之一。在110kV的防雷设计则需要考虑诸多因素。第一，输电线路所存在的地方的周边环境：花草树木及房屋建筑等。为了防止对这些因素进行干扰，就要对具有导电致使出现雷害的各种因素进行清除调整；提高避雷线性能，确保材料合格。第二，避雷线本身必须要演变向导线的一侧进行外移，因为避雷线本身可能会对高压线路产生不利的影响。第三，保证线路和避雷线之间的距离标准且垂线的方向要维持一定的间距。

3结论

通过上述材料的分析，可以得知线路的分布，线路的基础设计，材料的选定等都会影响高压电网的运行效率，而且我国最主要的供配电网就是110kV输电线路，它的职能就是负责电的输送和配置，它的可靠程度直接影响到输送过程中的安全性和经济性，因此解决上述问题显得至关重要。所以，科学的线路分布、因地制宜的基础设计和低价高能的选择材料，设计好每一个步骤的工作，考虑到每一个步骤出现的问题，研究好每一个步骤的关键技术，才能有效的提高高压电网的总体性能。

参考文献

[1]郑贤国.高压电网110kV输电线路设计探析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（31）：104-105.

[2]张志友.110KV高压输电线路设计问题的若干思考[J].中国电子商务，2012（22）：79-80.

[3]罗阳洋.110k电网输电线路设计中的技术对策研究[J].建材与装饰，2012（36）：126-127.

高分子压电材料的特点范文1篇7

关键字：电工基础探究材料选择

探究式课堂教学指的是，学生在以班级为单位的现代课堂教学模式下，借助于教材等一定的学习材料，在教师的启发、诱导下，让学生通过独立自主或者与同伴合作发现问题，解决问题，进而得出验证性结论的过程。

电工基础是一门机电专业的必修课，而这门课程涉及的知识面广，难度大，面对基础差的职高生真是寸步难行，因此实行探究教学就非常重要。探究教学中材料的选择非常重要。材料是进行探究的根本基础。俗话说“巧妇难为无米之炊”。在电工基础探究教学中，如果我们的学生是“巧妇”，那么材料就是探究的“米”。如果没有材料，我们的探究也就无从开始；如果没有材料，我们的探究就只能是纸上谈兵。“米”的好坏决定了“饭”的质量，好材料是有效探就电工基础教学的开始。那么如何合理的对电工基础探究材料的选择呢？本人结合教学实践就探究材料的选择谈谈几点看法。

首先，既要满足学生自主探究的需要，激发探究的兴趣，又要能够引导学生深入思考，促进教学目标的完成。比如，在讲授《电工基础》“串联谐振电路”这部分内容时，由于讲授内容涉及到的知识是本专业中的基础电路，还和实际生活中的很多因素有关联。如果按照传统的方法进行教学，通常会把授课形式设计成这个样子：先向学生介绍什么是串联谐振，然后再讲述它的特点，接下来再介绍谐振电路的应用和通频带。对学生的接受要求是，只要学生了解了特点，会运用公式进行计算，也就达到了本节课的教学目的。

而运用探究式教学法就是另一番情形了。探究式教学方法，会将教学重点放在探索前人思索的过程上：首先是对“谐振”的了解，知道什么是谐振电路的模型。然后，通过观察让学生思考，一旦电路谐振了会形成哪些特点？接下来，在实用电路中要讨论哪些参数？再接下来，引导学生思考用什么参数衡量电路？如何选择该参数？最后，该电路在实际生活中有那些应用？让学生一步一步在教师的引导和启发下，去领悟和尝试前人的思维过程，从中学会探究式学习的思维技巧，使学习能力得到开掘。

其次，选择的材料应既是学生能够独立支配的，又具有恰当的支配难度，让学生在战胜困难的过程中不断提升科学素养。一方面，我们必需以学生现有的生活经验、知识背景作为选择活动材料的重要依据之一，使学生能调动自己全部的知识、能力、技巧去探究和解决问题；另一方面，知识和经验背景的调动，不是为了再次体验原有的经历，而是为了将新的东西加入到原有的认识结构中，改组原有的认知结构，形成新的认知结构，即向学生提供挑战的机会，使发展步步向前。

例如学习电路串联时有一道习题：已知：两只白炽灯，L115W，220V，L2100W，220V串联在380V的交流电压下，试讨论两只灯泡能否安全工作。在这则实例中，要求学生先求出各灯泡实际分到的电压，然后与额定电压进行比较后会发现白炽灯L1分到的电压大于它的额定电压；而L2分到的电压则小于它的额定电压。这时候，学生可能会得出一个结论：L1被烧毁，L2也不能正常工作。而与此同时，另有一部分学生则对总电压380V加到什么地方产生了怀疑。教师可以引导学生带着疑问进行探究。学生使用提供的材料进行探究，就是在经历科学的过程，就是提高了自己的科学素养。

再次，选择的材料最好是学生身边随时可以得到的东西，只要留心便可以成为探究材料。比如，家庭电路、教室中的电路就是学生的最好的探究材料。仔细观察两种电路有何不同，就能发现不少有价值的问题，学生对此一定会饶有兴趣，不断的思索，从而引发他们的观察和思考欲望，激发起他们分析问题的兴趣，进而指导他们一步步解决问题。从而改变了传统的“填鸭式”教学习惯：不管学生愿不愿意学习，肯不肯接受，有没有学习的愿望和兴趣，只管一股脑儿地往学生脑子里塞，使学生苦不言堪。对于职高生更是痛苦之痛苦。因此，教师在选择探究材料时既要考虑科学价值，更应考虑材料的生活化。

最后，利用多媒体材料，为学生探究活动服务。使用多媒体材料是应注意：根据既定的探究目的选择、组合多媒体；选择、使用哪些多媒体，要根据媒体的不同特点和功能，扬长避短，优势互补，使其在引导学生观察、实验、操作、讨论中协调合作，不能用电脑课件代替学生的探究性学习活动，让学生“探究”变为电脑展示文字和图片的过程。

高分子压电材料的特点范文篇8

关键词：压电材料;铁电材料

1引言

压电材料最早由jacques和pierrecurie兄弟于1880年发现的，居里兄弟在研究热电现象和晶体对称性的时候，在α石英晶体上最先发现了压电效应。1881年，居里兄弟用实验证实了压电晶体在外加电场作用下会发生形变。绝大部分压电体来源于铁电体。一般认为，铁电性的研究始于1920年，是法国人valasek发现的铁电现象，他观察到罗息盐（酒石酸钾钠，nakc4h4o64h2o）的极化可以在施加外电场的情况下反向。1935-1938年，苏联的g.busch和p.schemer研制出水溶性压电晶体磷酸二氢钾(kh2po4，简称kdp)和磷酸二氢氨((nh4)h2po4，简称adp)，在四十年代得到了广泛应用，对压电铁电材料的发展起了很大的推动作用。目前，世界上的铁电元件的年产值己达数百亿美元。铁电材料是一个比较庞大的家族，目前应用得最好的是陶瓷系列。但是由于铅的有毒性及此类铁电材料居里温度低、耐疲劳性能差等原因，应用范围受到了限制。开发新一代铁电材料己成为当今的热门问题。

2压电铁电材料的特点

压电材料是实现机械能与电能相互转换的功能材料，在电、磁、声、光、热、湿、气、力等功能转换器件中发挥着重要的作用，具有广阔的应用前景。压电材料按其化学组成和形态分为压电单晶、压电陶瓷、压电聚合物及复合压电材料四类。其中压电陶瓷系列品种众多，应用广泛。

压电效应是一种机电耦合效应，可将机械能转换为电能，这种效应称为正压电效应。反之，如果将一块压电晶体置于外电场中，由于外电场的作用，会引起晶体内部正负电荷中心的位移，这一极化位移又会导致晶体发生形变，称为逆压电效应。这两种效应统称为压电效应，具有压电效应的材料称为压电材料。

在具有压电效应的材料中，具有自发极化，而且其自发极化强度可以因外电场反向而反向，或者在电场作用下不可反向但可以重取向的晶体称之为铁电体(ferroelectrics)。铁电体中的自发极化有两个或多个可能的取向。所有铁电体都可以通过人工极化使其具有压电性，但具有压电性的并不一定都是铁电体。

3压电铁电材料的制备方法

作为铁电材料，通常是以薄膜、陶瓷、微粉、单晶等物质形态来进行研究的。作为不同领域的不同应用，对于材料的制备的要求也不同。随着科学技术的进步和人们对于铁电材料性能要求的不断提高，对于铁电材料的制备技术也提出了新的要求。从传统的陶瓷材料到现在的薄膜和微粉便体现了这一过程。反过来，材料制备技术的进步，也使得人们深入研究材料性质及其本质得以进行。

随着电子器件向小型化和集成化方向发展，铁电薄膜的制备和应用得以广泛研究，尤其在以铁电存贮器等为实际应用目标的研制开发方面人们做了大量的工作。铁电薄膜的主要制备方法有：（1）物理气相沉积法（pvd），包括溅射法、蒸发法、激光消融法；（2）化学气相沉积法（cvd），包括金属有机物cvd、等离子增强cvd、低压cvd；（3）化学液相沉积法，包括溶胶凝胶法（sol-gel）、有机金属化合物分解法（mod）；（4）金属溶液沉积法，如液相晶体取向生长（lpe）。

无铅压电铁电陶瓷制备过程主要包括陶瓷原料粉体的合成、成型、烧结、被电极和极化等几个主要过程，在这些过程中，伴随着一系列的物理和化学变化。压电陶瓷的性能与材料的组分和制备的工艺过程和工艺条件有直接的关系，所以一整套稳定合理的工艺参数是获得优异材料性能的重要保证。

生产中广泛采用的压电陶瓷工艺，主要包括以下步骤：配料混合预烧粉碎成型排胶烧结被电极极化测试，如图1所示。

(1)配料、球磨混合。

原料选用纯度高、细度小和活性大的粉料，根据配方或分子式选择所用原料，并按原料纯度进行修正计算，然后进行原料的称量。按化学配比配料以后，使用行星式球磨机将各种配料混合均匀。实验室常采用的是水平方向转动球磨方式，震动球磨是另一种常用的球磨方法，此外还有气流粉碎法等混合方法。

(2)预烧、粉碎、成型、排胶和烧结。

混合球磨后的原料进行预烧。预烧是使原料间发生固相化学反应以生成所需产物的过程，预烧过程中应注意温度和保温时间的选择。将预烧反应后的材料使用行星式球磨机粉碎。

成型的方法主要有四种：轧膜成型、流延成型、干压成型和静水压成型。轧膜成型适用于薄片元件；流延成型适合于更薄的元件，膜厚可以小于10m；干压成型适合于块状元件；静水压成型适合于异形或块状元件。除了静水压成型外，其他成型方法都需要有粘合剂，粘合剂一般占原料重量的3%左右。成型以后需要排胶。粘合剂的作用只是利于成型，但它是一种还原性强的物质，成型后应将其排出以免影响烧结质量。

烧结是将坯体加热到足够高的温度，使陶瓷坯体发生体积收缩、密度提高和强度增大的过程。烧结过程的机制是组成该物质的原子的扩散运动。烧结的推动力是颗粒或者晶粒的表面能，烧结过程主要是表面能降低的过程。晶粒尺寸是借助于原子扩散来实现的。

(3)被电极、极化、测量。

烧结后的样品要被电极，可选用的电极材料有银、铜、金、铂等，形成电极层的方法有真空蒸发、化学沉积等多种。压电陶瓷中广泛采用的是，在烧结后的样品涂上银浆，在空气中烧制电极。为了防止空气在高压下电离、击穿，极化一般是在硅油中进行。为了获得优良的压电性能，需要选择合适的电场强度，适当的极化温度。极化样品放置24小时后，用压电常数测量仪测量d33，用高频阻抗分析仪（agilent4294a等）测量介电常数、介电损耗、谐振频率等。

4展望

20世纪80年代以来，国外期刊中有关压电材料及其应用的文献呈逐年上升趋势，这说明对压电材料及器件的基础理论研究和实验应用研究越来越受到学术和工程界的重视。到现在，压电学和铁电学的理论和实验已得到了不断的发展和完善，铁电材料是一类具有广阔发展前景的重要功能材料，对于其特性的研究与应用还需要我们不断的研究与探索，并给予足够的重视。

参考文献

［1］张沛霖，钟维烈.压电材料与器件物理［m］.济南:山东科学技术出版社,1994.

高分子压电材料的特点范文1篇9

中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）17-0156-010前言

导电滑环是实现两个相对旋转机构间信号、电流传输的装置，广泛的应用于海、陆、空、天等领域以及其他民用和工业设备。为了对导电滑环进行进一步研究，下面对导电滑环主要技术指标进行系统分析。

1接触电阻

导电滑环接触电阻大小直接影响到其工作性能，如果电阻过大，则会在接触面产生高温破坏设备，降低仪器的稳定性。接触电阻主要受到制作材料、接触形式以及接触压力的影响。

1.1制作材料

导电滑环的主要构件是滑环和刷丝。对于此构件的制作材料要求有很高导电率，同时有很好的导热性能。此外制作材料要有熔点高，电阻温度系数小等特点，同要有一定的抗氧化、抗硫化、抗腐蚀性气体等特性。此外还要求硬度高、比较耐磨损等。经过试验，选用黄铜做导电滑环较好。经过现场的工程实际及实验研究，金合金能够满足上述要求，同时也可以选用质量上乘、加工精细的黄铜做为滑环的制作材料。在应用后者时，为了提高材料的各方面指标，可以在材料上镀一层金、铑、钯、镍等金属，从而有效提高构件的导电性及耐腐蚀性能。刷丝的制作材料可以是金镍丝，还可以用表面镀钯的黄铜代替，这两种材料都具有很好的导电性能及防腐蚀作用，满足仪器要求。

1.2接触形式

刷丝与滑环的可以分为点接触式和面接触式两种。其中以点接触式应用比较广泛，该形式也具备许多优点。由于点接触式的接触面积相对较小，所以允许通过的电流亦相对较小，一般不能超过8A。当通过电流超过点接触所允许的最大值，则应考虑选择面接触式设计。面接触式导电滑环相对点接触式结构复杂，从而体积较大，成本较高。

1.3接触压力

接触压力是影响导电滑环性能的重要参数，这是由于接触压力与刷丝与滑环之间的接触电阻压力成反比例关系，即接触压力的大小直接影响到了接触电阻的大小。但是两者的接触压力应控制在一定范围内，一面过大引起过大的摩擦力矩，加大接触面的磨损程度。理想的接触压力应该是保证刷丝与滑环充分而有效地接触，与此同时不会产生过大的接触压力而对接触面造成破坏，甚至影响仪器的正常工作。

2绝缘性能

为了保证导电滑环的正常工作，应对其绝缘性提出较高要求，其中导电滑环的环间绝缘电阻应该不得小于10M，仪器耐压应该保证在1000V电压作用不被击穿。

导电滑环的结构复杂，各构件的环间距离应控制在1.5mm为宜左右。其决定因素是对连接槽的加工工艺，而且应该保证在完成灌胶程序后能够保证结构有足够的绝缘性能。

3抗干扰性

通过导电滑环可以传输高频的交流电，高电压的交流电，大电流的交流电，弱小的直流小信号等多种电信号，但是由仪器之间的距离有限，在如此短的距离内传输多种电信号，难免造成不同信号之间的相互干扰作用，从而发生静电感应耦合，磁场感应藕合和电磁场感应藕合的干扰形式，如果不进行有效地控制，不仅可以影响到仪器的正常工作，影响其传输的准确度，更严重的可能发生安全危险。所以应尽可能的提高仪器的抗干扰性能，保证信号传输的准确及工作安全。

3.3电磁场干扰

当导电滑环受到高电压，高频率的信号干扰时，可以产生电干扰和磁干扰，这是应该采用电磁屏蔽进行防护，防护材料可以采用导电材料，采用这种防护措施能够对两种干扰形式同时进行屏蔽。

应用装屏蔽装置进行仪器防护时，由于防护装置较复杂，对仪器的正常工作也有一定影响，在实际操作中，可以减少装置的安置位置，只在有效合理的位置进行安装，达到最大的效果。

3.4信号突变产生干扰

在信号传递过程中，由于经过开关时会发生突变，这种突变对导电滑环引起一定的干扰作用。为了使信号能够稳定的传输，可以采取一定措施进行防护，常用的防护措施是在干扰源附近设置滤波装置，从而有效地防止干扰信号的干扰作用。

3.5电压不稳引起干扰

如果导电滑环所传输的信号为大电流和大电压的时候，其值会有明显的浮动，从而引起了信号的变异，形成突波信号，进而对仪器有明显的干扰作用。该形式的干扰一般可以设置突波抑制器进行处理，从而减少对仪器的传输信号的影响。

4结论

本文通过系统分析，研究了影响导电滑环各技术指标的特点，通过对不同的技术指标的原理进行分析，总结各指标的影响特点及对应的防护特点，对导电滑环进行进一步研究优化及工程应用有重要的指导意义。

参考文献

[1]周小泉，王志勇.精密导电滑环主要检测参数分析[J].计测技术，2007（S1）.

高分子压电材料的特点范文

关键词：正负共极电极水基超级电容器工艺

一、前言

超级电容器又名电化学电容器[1-3]，超级电容器对于电动汽车的启动、加速和上坡行驶具有极其重要的意义。传统的超级电容器极低的比能量使得它不可能单独用作电动汽车能量源，故提高超级电容器的比功率、比能量[4]，使之作为辅助能量使用具有显著优点[5]。它在汽车启动和爬坡时快速提供大电流及大功率，在正常行驶时由主动力源快速充电，在刹车时快速存储发电机产生的大电流，这可减少电动汽车对蓄电池大电流充电的限制，大大延长蓄电池的使用寿命，提高电动汽车的实用性，对于燃料电池电动汽车的启动更是不可少的。超级电容器在充电―放电的整个过程中，没有任何化学反应和无高速旋转等机械运动，不存在对环境的污染[6]，也没有任何噪声，结构简单，质量轻，体积小，是一种更加理想的储能器。

本文研究了一种正负共极水基超级电容器电极，它具有良好的粘接特性且电极材料表面电阻较小。用该电极进行装配得到了正负共极层叠式串联超级电容器[7-8]，它最大的优势是具有内阻小、电压高的特点。其单体工作电压可到达1.6V，是传统式水基超级电容器电压的1倍。

二、实验

我们制作的正负共极水基超级电容器由4个单元组成，分别为电极、聚丙烯膜[9]、电解质、壳体。电极与电极之间由通离子阻电子的隔膜隔开进行串联式叠片，完成叠片后装配到金属壳体中，注入电解液并进行密封。

（一）电极制作方法

1.正负电极材料配比与浆料配制工艺

将粘结剂（PTFE）加入到蒸馏水的真空搅拌罐中，搅拌0.5h使PTFE分散均匀，再加入导电剂SP（特密高，瑞士）和CNT浆液（北京天奈科技有限公司，中国）搅拌2h至完全分散，最后加入锰酸锂（湖南杉杉科技有限公司，中国）搅拌3h形成均匀的正极浆料，浆料最终黏度为5～6.5Pa.s，固含量约55%，材料加入质量百分比为LMO：PTFE：SP：CNT=92：3：2：3。将CMC（型号A30000，美国）加入到蒸馏水的真空搅拌罐中，搅拌2h使CMC完全溶解，再加入导电剂SP（特密高，瑞士）和CNT浆液（北京天奈科技有限公司，中国）搅拌2h至完全分散，再加入活性炭AC（比表面积2000±100m2/g，上海合达炭素材料有限公司）搅拌4h至完全分散，最后加入SBR（型号50%水溶液，深圳诺伊特材料有限公司）溶液搅拌1h形成均匀的负极浆料，浆料最终黏度为16～18Pa.s，固含量约25%，材料加入质量百分比为AC：CMC：SP：CNT：SBR=90.5：2：2：3：2.5。

2.正负共极电极制作工艺

在特制上下两层隔离烘烤箱的涂布机上将正、负极浆料进行涂布，依据正极面密度为（150±10）g/m2、负极面密度为（268±5）g/m2的工艺要求，将正、负极浆料同时涂覆在同一集流体上，形成正/负共极的电极。

（二）正负共极水基超级电容器装配方法

再将加工合格的电极卷料分切成符合工艺要求的尺寸，以“集流体―正电极―隔膜―负电极―集流体―正电极―隔膜”串联方式进行10个单元叠加形成超级电容器芯体，见图1。超级电容器芯体放入壳体中，加入已配制好的电解液（硫酸锂）并用树脂将壳体密封，在50T的压力机下对密封好的电容器进行挤压。最后在精密的测试设备上对电容器进行激活，形成一种正负共极水基超级电容器，见图2。

（三）正负共极水基超级电容器测试

装配好的正负共极水基超级电容器进行充电活化后，使之具有超级电容器的特性，快速的吸附与脱嵌实现了电源能够快速充电和大电流放电的功能。

使用1A的电流对超级电容器进行充放电测试，得到其工作电压、能量密度。

三、结果与讨论

（一）正负共极电极分析

1.负极浆料均一性好

浆料的均一性直接影响涂布效果。活性炭的比表面积比较大，导致浆料制作时固含量比较低仅20%左右，黏度比较大20Pa.s左右，负极浆料输出时流动性良好，固含量23%，黏度18Pa.s。涂布过程中浆料不会受外界环境因素影响而出现团聚、结硬块、塞刀口等现象。

2.正负共极水基电极具有良好的粘接特性

传统式水基电极在涂布过程中存在龟裂现象，严重时掉渣，而本文工艺制作的正负共极水基电极具有良好的粘接特性，此特性大大降低了浆料与集流体之间的接触电阻，从而改善了其极化性能。

3.电极表面电阻小

正负共极水基电极通过在材料选择、配料工艺、涂布工艺等方面严格控制，得到的电极表面电阻比较小。使用万用表分别测量其表面电阻和传统式水基电极的表面电阻，测量结果显示正负共极水基电极正极表面电阻为1100Ω左右、负极表面电阻为132Ω左右，传统式电极正极表面电阻为3140Ω左右、负极表面电阻为542Ω左右。

（二）超级电容器测试性能分析

图4为使用我们制作的正负共极水基电极加工得到的超级电容器电性能测试曲线图。图中显示出超级电容器具有较高的电压，单体电压可达到1.6V以上（最高电压可到达1.8V），计算得出能量密度可到达20Wh/kg（超级电容器能量密度E=1/2CU2），对比传统式水基超级电容器的电压0.8V，它的电压提高了1倍。

四、结论

本文研究了一种正负共极水基超级电容器电极的制备方法，使用该方法制得的电极具有良好的性能，主要对负极浆料性能、电极粘接性能、工作电压、能量密度等方面进行了测试。测试结果显示，负极浆料固含量可达到23%、黏度可达到18000mPa.s且具有良好的均一性；正负共极电极的粘接性能良好且表面电阻得到了优化，正极表面电阻为1100Ω左右、负极表面电阻为132Ω左右；单体工作电压可达到1.6V以上是传统水基超级电容器（0.8V）的1倍，能量密度大大提高，可达到20Wh/kg。

参考文献

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[6]程杰，曹高萍，杨欲生.活性炭-锰氧化物电化学混合电容器的研究[J].电池，2006，36（34）：247-248.

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[8]孟祥云.超级电容器NiO及其符合材料的制备与电化学性能.硕士学位论文，湘潭大学，2008，5-7.

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高分子压电材料的特点范文篇11

关键词：在线水分分析仪原理取样系统样气处理信号传输

中图分类号：F407文献标识码：A

在线水分分析仪是应用于生产过程的在线智能型工业分析仪表，能够自动、连续地测量出天然气中碳氢化合物的露点并作数据处理，并能将其结果传送至计算机控制系统。在线水分分析仪及其辅助设备包括取样系统（包括焊接在工艺管道上的法兰管嘴），样气处理系统，检测分析控制、显示及信号传输系统（分析仪控制器）等。供货商应能成套提供以上设备，并提供与其相关的所有附件。供货商提供的设备若为户外型，应满足当地的环境条件。

目前测量天然气水露点的方法有以下几种：即激光法、电容法Al2O3、电解法P2O5、晶体振荡法、冷镜法。它们的工作原理如下：

1、镜面式露点仪

不同水份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露。采用光电检测技术，检测出露层并测量结露时的温度，直接显示露点。镜面制冷的方法有：半导体制冷、液氮制冷和高压空气制冷。镜面式露点仪采用的是直接测量方法，在保证检露准确、镜面制冷高效率和精密测量结露温度前提下，该种露点仪可作为标准露点仪使用。目前国际上最高精度达到±0.1℃(露点温度)，一般精度可达到±0.5℃以内。

2、电传感器式露点仪

采用亲水性材料或憎水性材料作为介质，构成电容或电阻，在含水份的气体流经后，介电常数或电导率发生相应变化，测出当时的电容值或电阻值，就能知道当时的气体水份含量。建立在露点单位制上设计的该类传感器，构成了电传感器式露点仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度)，一般精度可达到±3℃以内。

3、电解法露点仪

利用五氧化二磷等材料吸湿后分解成极性分子，从而在电极上积累电荷的特性，设计出建立在绝对含湿量单位制上的电解法微水仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度)，一般精度可达到±3℃以内。

4、晶体振荡式露点仪

利用晶体沾湿后振荡频率改变的特性，可以设计晶体振荡式露点仪。这是一项较新的技术，目前尚处于不十分成熟的阶段。国外有相关产品，但精度较差且成本很高。

5、红外露点仪

利用气体中的水份对红外光谱吸收的特性，可以设计红外式露点仪。目前该仪器很难测到低露点，主要是红外探测器的峰值探测率还不能达到微量水吸收的量级，还有气体中其他成份含量对红外光谱吸收的干扰。但这是一项很新的技术，对于环境气体水份含量的非接触式在线监测具有重要的意义。

6、半导体传感器露点仪

每个水分子都具有其自然振动频率，当它进入半导体晶格的空隙时，就和受到充电激励的晶格产生共振，其共振频率与水的摩尔数成正比。水分子的共振能使半导体结放出自由电子，从而使晶格的导电率增大，阻抗减小。利用这一特性设计的半导体露点仪可测到-100℃露点的微量水份。

7、半导体激光水分析仪

半导体激光水分析仪的工作原理是根据气体组分在近红外波段的吸收特性，采用半导体激光光谱吸收技术进行测量的一种光学分析仪器。其技术特点和优势在于：

（1）不受背景气体的影响

红外分析仪使用的红外光束谱带宽度＞0.1微米，而半导体激光分析仪中使用的激光谱宽小于0.001纳米，远小于被测气体一条吸收谱线的谱宽。因而激光分析仪具有单线吸收光谱优势，不受背景气体组分的交叉干扰，测量精度较高。需要注意的是测量天然气时CH4对H2O吸收谱线有重叠干扰，仪器出厂时对其进行了补偿修正，测量时要求CH4浓度＞75%，如果CH4浓度低于75%需要重新设定零点值。

（2）非接触测量

光源和检测器件不与被测气体接触，只要测量气室采用耐腐蚀材料，即可对腐蚀性气体进行测量，天然气中含有的粉尘、重烃及其对光学视窗的污染对于仪器的测量结果影响很小。实验结果表明：当激光光强衰减到20%报警前，测试精确度不受影响，清洗镜面后报警解除。即使粉尘和视窗污染导致光透过率下降到1%时，仪器示值误差仍不超过3%。

随着现代科学技术的发展，人们纷纷把光电技术、新材料技术、红外技术、微波技术、微电子技术、光纤技术、声波技术甚至纳米技术应用到气体中水份的测量，使水份测量这一古老领域焕发出青春。各种干扰气体对不同的测量法影响比较如下表：

在测量原理上，技术人员认定镜面结露的方法是最直接且精度最高的方法，镜面露点仪在技术上将引进近代技术成份。如山东青岛欧必胜科技公司研制的冷镜式激光露点仪首次采用了激光准直技术和CCD技术，在露层判别、露霜图像识别技术上走到了世界前沿。专业人员在传统的传感器材料研究（如氧化铝材料、氯化锂材料、高分子材料和陶瓷材料）基础上，用完全不同的技术手段，陆续发展出许多间接测量气体中微量水份的方式方法，解决了不同领域和不同环境中的微水份测量问题。而在可调谐激光技术上GE公司和阿美泰克公司又各有特色。GE传感检测科技的Aurora分析仪利用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)测量天然气中的水份含量。该分析仪适于安装在危险区域并可在多种环境条件下工作。Aurora的快速响应系统在水份浓度超标时会迅速报警并予以记录。一旦工艺正常且天然气中水份被除去，该快速响应系统可让天然气迅速自由进入“能源网”。GE传感检测科技在水份测量方面有着丰富的经验，提供的产品包括薄膜氧化铝、高分子电容以及冷镜式传感器技术等。它的发展始自RobertHall博士于1962年在纽约Schenectady开发出的第一只注入式二极管激光器。这种低廉的紧凑型二极管激光器成就了压缩光盘、激光打印机以及光纤通信。如今，GE传感检测科技推出的Aurora让天然气在加工和输送中可以高度精确和可靠地实时监控水份含量。阿美特克公司生产的5100可调谐激光水分分析仪利用光学吸收原理，选取近红外激光作为光源，通过检测该激光通过样气室后能量的衰减，计算出样气中水分含量的浓度。该技术的特点是：（1）高度专一性:因为此技术具有非常高的光谱分辨率,所以对测量组分高度专一,可以发射非常窄的波谱宽度,从而避免了光谱吸收重叠。（2）灵敏度高:因为二极管激光的波长可调谐,灵敏度大大提高。（3）响应速度快:TDLAS是一种光测量技术,反应速度快。（4）激光是高度单色光,可以得到高分辨率光谱。（5）激光可以调谐一个带宽。阿美特克公司生产的5100可调谐激光水分分析仪，不仅具有传统光学检测的功能，在此基础上，还增加了标定池，一方面可以随时检测仪器分析结果的准确度，一方面可以锁定激光线，避免因为温度变化导致激光头发出的波长的漂移。

分析仪除了采用先进可靠的技术，还要有配套完整的取样系统。取样系统提供的气体样品是否具有代表性，将直接影响分析仪表的工作质量和检测结果。取样系统应配套提供从取样口到分析仪的整个测量管路。对取样系统的最低要求如下：

1）取样系统的材料、结构必须能够耐取样处的压力、温度、流速冲击和腐蚀，而不改变气体的化学性质。

2）取样系统应设计合理，应设置快速回路，尽量以最小的滞后，把气体样品送入分析仪表中。

3）取样探头应能插入管道直径的1/2或1/3处，且不易被堵塞，以保证所采的样气能具有代表性。

4）为保证样气的质量以及仪表和辅助设备的使用效果，取样系统应设样品气预处理分离过滤装置，以初步除去样气中的杂质。该过滤装置应能耐管道气体的压力、温度、流速和腐蚀

性。

5）取样管路应直接与工艺管道连接（包括焊接在工艺管道上的法兰管嘴），供货商应提供相应的取样接头连接管阀件和紧固件（包括焊接在工艺管道上的法兰管嘴），并提供详细的安装方式和图纸。

6）取样系统使用的材料要求：与天然气接触的所有表面一般应选用不锈钢材料，所采用的不锈钢材料既不应影响天然气的组份和物性且不受天然气的影响。密封圈（垫）的材料除应满足压力、温度等条件外，亦应满足其与天然气接触既不会影响天然气的组份和物性且不受天然气的影响的条件。

7）若需要，取样系统减压装置应置于有加热系统的保护箱内，对取样管路进行加热，取样管路的加热温度应至少高于凝析温度10℃，带有加热系统的保护箱由供货商提供。

8）若需要，取样系统应设置压力控制和过压保护装置，以保证样气压力的相对稳定，同

时，应保证仪表和设备的安全、正常工作。

供货商还应提供功能完善的样气处理系统或设备。

1）供货商应根据分析对象的压力、温度、流量及所含杂质选择合理的样气处理系统，对采集的样气进行除尘和压力、流量控制，以满足仪表对样气的技术要求。该系统中所选用的设备在材料、结构等方面能够适应样气的压力、温度范围，并耐腐蚀，而且不改变气体的化学性质。

2）应根据分析对象特点设置气体过滤装置和过滤方式，以除去样气中所含的杂质。宜设置粗过滤和精细过滤两级过滤装置，以保证样气的质量。

3）应设置流量调节装置和压力调节装置，自动控制进入分析仪的样气流量与压力，保证样气的稳定性。

4）为保证分析仪表及设备的安全工作，至少应在减压器下游设置压力安全阀。

5）样气处理系统的流程应易于操作且功能齐全，仪器上还应设置相应的压力表和流量计。

所有仪表及管路应符合样气的压力和温度等级要求，并应耐腐蚀。管路材质应采用316L材质。

6）如果样气有预热要求，该系统中应设置相应的预热装置。

7）供货商应对分析仪样气排放压力、流量进行说明，并设置相应的样气排放措施。

8）如系统中有电气设备，应满足防爆、防护等级的要求。

此外，分析仪控制器应具有就地LCD显示功能与参数设置功能，通过就地或远程的参数设置可完成对测量范围、设备自校验、设备分析周期等参数的设定。若有必要，供货商应提供相应的操作设置软件。应能自动实时计算出天然气中水分含量，并能通过实际压力补偿完成露点计算，水份含量和露点读数应同时上传至控制系统并现场就地显示。分析仪控制器应具有数据处理、存储与通信等功能，其数据处理与分析结果可通过通信接口上传至上位计算机控制系统。具有自诊断功能，其诊断报告或报警信息结果可通过通信接口上传至上位计算机控制系统，上位计算机控制系统也可对其进行远程在线组态与维护。

参考文献：1、中国石油集团工程设计有限责任西南分公司《克拉苏气田克深天然气处理厂一期工程和克深8区块地面工程》设计图纸

2、山东青岛欧必胜科技公司的新浪微博

3、GE公司的产品宣传手册

高分子压电材料的特点范文篇12

1实验

1•1实验设备材料膜层制备设备采用FMA90/80过滤电弧离子镀膜机,所用测试设备为Philip公司的X’PertPRD型X射线衍射(XRD)仪,SSX-550扫描电镜(SEM)和Q800动态热机械分析(DMA)测试仪。实验用靶材自制,材料为Mg-Al合金,其原子比Mg/Al为10∶1。工作气体为氩气,气体的纯度为99•99%,基底材料为不锈钢。

1•2实验方法首先利用线切割获得10mm×60mm×2mm的不锈钢基片,对表面进行机械抛光后和超声波清洗。之后利用电弧离子镀制备镁合金膜层,制备工艺如表1所示。制备膜层后利用XRD、SEM和DMA等测试手段对膜层样品的物相、形貌、化学成分、储能模量(E′)、损耗模量(E″)等进行测试分析,并得到镀膜样品和未镀膜样品的阻尼性能(Q-1。

2实验结果及分析

2•1物相分析图1所示为偏压为200V的镁合金膜层样品XRD图谱。由图可见,通过电弧离子镀的方式在不锈钢基底上沉积的镁合金膜层为晶态结构。在2θ分别为32•2°,34•4°和36•6°的(100),(002)和(101)等方向上出现了较为明显的Mg的衍射峰,同时膜层中还存在着Al0•58Mg0•42,Al12Mg17等不同相,膜层物相结构较为复杂。其余偏压样品的XRD图谱与之类似,衍射峰的位置和强度均无明显变化,可见在一定范围内偏压的变化对膜层样品的物相结构并无明显影响。图2镁合金膜层样品的EDS分析结果Fig•2Energydispersivespectrumofthemagnesiumcoating

2•2化学成分分析对样品表面上的随机10点进行能谱分析(EDS)测试,并取平均值,其中部分测试结果如图230V时,Mg,Al的原子百分比分别为88•3%和9•6%。由此可见,不同偏压样品成分区别不大,偏压的变化对膜层样品的化学成分没有明显的影响,同时同一膜层样品不同区域的化学成分相差不大,没有出现明显偏析。

2•3膜层厚度表面形貌观察通过对膜层断面观察,图3所示为100V样品断面扫描图像,其它样品与之类似。基底偏压分别为100,200和300V时制备镁合金膜层的厚度分别是5•47,4•66和5•5μm,可见三种工艺膜层厚度相差不大,偏压的改变对膜层厚度影响不明显。镁合金膜层样品的表面形貌如图4所示。由于镁合金熔点较低,因此在沉积过程中会形成较大的金属液滴,因此一般选取较大的负偏压。基体负偏压提高了各种离子的能量而对基片表面进行了轰击,对膜层的表面形貌有着直接的影响,使表面的晶粒得到了细化,轰击碎了或击掉了“液滴”,改善表面的质量。基体负偏压对膜层表面形貌的影响是基于负偏压基体对带负电的大颗粒的排斥作用。负偏压下等离子体中电子对大颗粒的充电作用增强,使之负电量增受到的排斥力增大,沉积到表面的大颗粒减少,表面质量得到改善。同时较大偏压,又会产生其它的影响,如使反溅射作用得到加强,基体表面附着的粒子又被轰击下来形成孔洞和微坑。从宏观角度来讲,这类结构在振动应力作用下容易引起能量消耗,有利于整体的阻尼性能。

2•4DMA测试结果分析利用DMA分析仪对膜层样品的阻尼特性进行了测试。在室温条件下,采用三点弯曲法测试膜层样品的储能模量(E′)和损耗模量(E″),从而得到膜层样品的阻尼性能(Q-1)。Q-1=E″/E′(1)测试采用应变扫描模式,分别测试在室温下镀膜和未镀膜样品的储能模量和损耗模量随应变的变化,应变范围是10-5~10-4。通过式(1)可以分别得到未镀膜样品和镀膜样品的阻尼性能(Q-1)随变的变化规律,结果如图5所示。未镀膜样品阻尼性能(Q-1)在所测应变范围内的平均值为0•0076,偏压100V时的镁合金膜层样品的Q-1在所测应变范围内的平均值为0•0092,偏压200V时的镁合金膜层样品的Q-1在所测应变范围内的平均值为0•0102,偏压300V时的镁合金膜层样品的Q-1在所测应变范围内的平均值为0•0113。通过数据可以看出,与基底样品相比阻尼性能的数值明显的提高了,同时样品阻尼性能的数值随应变增大逐渐升高,不同偏压样品的阻尼性能也有区别,随着偏压在一定范围内增大,样品的阻尼性能也有所提高。对应EDS的结果,Al元素的含量随着偏压的增大略有提高,从微观角度来说,对于镁合金这类典型位错型阻尼合金,存在着大量的可动位错,这些位错在外加的振动应力作用下产生振荡,并与析出物或杂质原子相互作用而脱离钉扎,从而消耗能量,可以推断Al元素含量的提高增加了膜层内杂质原子的密度,从而提高了膜层消耗能量的能力。对应SEM的结果,可以看出随着偏压的增大膜层在粒子轰击下来形成孔洞和微坑有所增加,从宏观角度来讲,这类疏松的结构有利于整体的阻尼性能的提高。因此,会出现随偏压增大膜层阻尼性能(Q-1)的数值增大的现象。