フェロエレクトレット

フェロエレクトレットはピエゾエレクトレットとも呼ばれ、ポリマーフォームの薄膜で、電気を充電すると圧電特性と焦電特性を示します。フェロエレクトレットフォームは通常、空気で満たされたセル状ポリマー構造で構成されています。ポリマー空気複合体は、空気含有量が多いこととポリマー壁のサイズと形状により、弾性的に柔らかいです。弾性的に柔らかい複合構造は、ポリマー空隙内に電荷を永久に閉じ込めることに加えて、フェロエレクトレットの動作原理の重要な鍵の1つです。弾性特性により、電荷を帯びた空隙の大きな変形が可能になります。ただし、複合構造は安定性を制限し、結果として用途の範囲を制限する可能性もあります。^[1]

仕組み

フェロエレクトレットに関連する最も一般的な効果は、直接圧電性と逆圧電性ですが、これらの材料では、その効果は、強誘電性ポリマーにおけるそれぞれの効果とは異なる方法で発生します。強誘電性ポリマーでは、3 方向の応力により、主に分子鎖間の距離が減少します。これは、鎖内の強い共有結合と比較して、鎖間のファンデルワールス力と静電相互作用が比較的弱いためです。したがって、厚さが減少すると、双極子密度が増加し、電極の電荷が増加し、双極子密度 (または二次) 圧電性から負の d33 係数が生成されます。セルラーポリマー (フェロエレクトレット) では、3 方向の応力によりサンプルの厚さも減少します。厚さの減少は主に空隙全体で発生し、巨視的な双極子モーメントが減少し、電極電荷も減少するため、正の d33 (固有または直接 (準) 圧電性) が生成されます。^[2]^[3]

新機能

近年、セルラーフォームフェロエレクトレットの代替品が開発されました。新しいポリマーシステムでは、必要なキャビティはスタンプ、テンプレート、レーザーカットなどの手段で形成されます。エレクトレットフィルムからの層システムの熱成形により、熱的に安定したフェロエレクトレットが実現しました。^[4]^[5]^[6]

注記

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参考文献

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[4] RAC Altafim; HC Basso; RAP Altafim; L. Lima; CV de Aquino; LG Neto; R. Gerhard-Multhaupt (2006). 「フッ素ポリマーエレクトレットフィルムの熱成形バブル構造からの圧電エレクトレット」. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation . 13 (5): 979–985. doi :10.1109/TDEI.2006.247822. S2CID 22658706.

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