● 摘要
聚合物型压电材料P（VDF-TrFE）（偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物）因为同时具有压电性和铁电性，可以广泛应用于铁电存储器、传感器、能量采集器、驱动器等。聚合物型压电材料一般只有薄膜材料才有压电性能，所以压电纤维的压电性能表现一直以来都是研究的焦点，因为它们具有与同材料的薄膜不同的电学、机械、和压电特性。纤维顺排之后灵敏度更高，在力学感知方面体现出各向异性性，且工艺集成性好。但是，如何加工获得高度顺排的P（VDF-TrFE）纤维丝仍旧是一个极具挑战性的工程难题。
本硕士论文的主要内容为P(VDF-TrFE)微纳加工方法及其压电性能研究。系统研究了远场静电纺丝纤维顺排工艺，确定了优化的实验参数，加工出纤维直径0.3~1μm均匀光滑的纤维丝。使用平行板电极法，获得了平行度很高的顺排纤维。对纤维样品进行了红外吸收谱和X射线衍射测试，测试结果显示样品具有840 cm-1和1280 cm-1的红外吸收峰和2θ=20°的X射线衍射峰，都表明样品含有压电性能的β相结晶。搭建了压电输出测试系统，测试了不同压电纤维样品的压电输出效果。实验结果表明顺排纤维丝的压电输出能力要超过乱排纤维丝几十倍，而且经过充分极化还能进一步提高。
设计了应用顺排压电纤维丝的插齿电极结构的薄膜性型力学感知器。并联连接的插齿结构设计可以放大输出电荷，提高元件灵敏度，而且加工工艺简单易行。制造并测试了应用顺排压电纤维丝的薄膜性型力学感知元件。初步验证了P(VDF-TrFE)顺排纤维丝的力学感知能力及其方向异性力学感知特性。