强电场作用下BiCl₃/PVDF膜的制备与其压电性能研究

为了得到压电转换效率高的PVDF压电膜,提高PVDF薄膜中的β晶含量以及控制薄膜的微结构是关键。以BiCl3/PVDF混合溶液在强电场中流延成膜。通过FT-IR,XRD与SEM表征了复合膜的晶相组成与微结构特征,将复合膜组装成压电器件并测试了其压电响应。结果表明,BiCl3与强电场分别对复合膜的晶相组成与排列有较大的影响,BiCl3掺杂量达到2%(质量分数)时,结晶度最大达到76.5%,β晶的含量最高达到89.5%。强电场促进了复合膜中β晶的形成与取向排布,进一步提高了复合膜的压电响应,相比于无电场下制得的复合膜,电场强度为750 kV/m下制得的复合膜的输出电压提升了3倍,电压正峰值达到60.8 V,其瞬时输出功率面密度达到120.1 μW/cm2,正常工作的最高冲击频率为250 Hz