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随着现代科技的不断进步,新型智能设备逐渐向着微型化、轻量化、多功能化、柔性化以及便携性等方向发展。例如可穿戴医疗和可植入压力传感等领域,对压电材料的柔性、轻薄性都有着更高的要求,而传统压电陶瓷不易形变同时对环境会造成污染。偏氟乙烯三氟乙烯共聚物(PVDF-TrFE)作为最具代表性的压电聚合物材料,拥有较高的压电系数和天然的柔韧性,成为了众多研发人员密切关注的研究热点。而其中如何快速有效的提高PVDF-TrFE的压电性能成为其应用的关键。因此,本文主要针对PVDF-TrFE压电材料从工艺优化和掺杂改性等方面对材料性能进行改进提升,同时还对材料在超声响应和能量收集等方面的应用进行初步探究。具体结论如下:在工艺优化和掺杂改性方面,本文针对干燥、退火、和极化条件进行了相关优化验证,同时对掺杂还原氧化石墨烯(rGO)进行了探究。在干燥阶段,相较热烘干燥而言,经过真空干燥的PVDF-TrFE薄膜表面缺陷更少,同时厚度也更加均匀。热处理环节中,不同的退火温度和退火时间会影响到材料结晶度以及居里温度T_c的变化。在140℃下退火1h,PVDF-TrFE可以得到高纯度的β晶。之后通过自行设计的等离子体原位极化设备进行极化操作,在7.5kV极化电压下,PVDF-TrFE薄膜的纵向压电系数可以达到24.7pC/N。对于掺杂有还原氧化石墨烯的PVDF-TrFE薄膜,由于rGO和PVDF-TrFE之间链段和偶极的相互作用,其结晶性能得到了显著提高,rGO掺杂比例为0.1wt%时,压电系数可以达到34.0pC/N。但是掺杂浓度继续上升时,会形成导通影响到极化效果,最终导致压电性能变差。在材料能量收集和超声响应的应用方面,本文探究了应力与响应强度,环境温度和压电性能之间的联系。随着应力递增,PVDF-TrFE薄膜能量响应灵敏且开路电压和短路电流均逐步提升。在5N的应力条件下,对掺杂有rGO的PVDF-TrFE压电器件进行能量收集性能检测,发现rGO掺杂比例为0.1wt%时,可以得到最大开路电压为8.32V,最大短路电流为0.59μA,对应的最大能量密度为28.7W/m~3。在谐振频率下,压电器件超声波响应产生的响应电压可以达到0.017mV。其压电性能会随着环境温度的增大而减小,在50℃的环境温度下,超声性能衰减大约50%,升温到90℃后恢复常温,PVDF-TrFE仍然具有可逆的压电效应。而当升温至接近居里温度Tc后恢复到常温,材料的压电性能会发生不可逆的衰减。