الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
در این مقاله، مشخصه‌های دینامیک شارژ تزریق، انتقال و افت در الکتریت‌های لایه پلی‌تترافلورواتیلن (PTFE) دارای تخلخل یا بدون آن بوسیله شارژ کورونا و روالهای برآورد شبیه سازی هم دما و گرمایی افت پتانسیل- سطح مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده معرف آن می‌باشند که پتانسیل سطحی اولیه، چه با شارژ مثبت یا منفی، در PTFE غیر متخلخل بسیار بیشتر از PTFE متخلخل می‌باشد. برای فیلم یا لایه متخلخل، مقدار پتانسیل‌های سطحی اولیه با افزایش ضخامت فیلم افزایش می‌یابد. بر این اساس، دمای شارژ بالاتر می‌تواند بطور قابل ملاحظه‌ای پایداری شارژ را بهبود بخشد. دینامیک شارژ با میکروساختارهای مواد، مطابق با میکروگرافهای اسکن الکترونی آنها، داررای همبستگی می‌باشند. برای لایه‌های PTFE غیر متخلخل، قابلیت تغییر حالت قطبی شدگی پیوندهایC-F مبدا اصلی شارژهای الکتریت بحساب می‌آید. با این حال، برای لایه PTFE متخلخل، بواسطه مساحت بیشتر سطح میانی و بلورینگی بیشتر، می‌توان مقدار بیشتری از حالت گیرافتادگی نوع میانی را انتظار داشت.
کلمات کلیدی: الکتریت پلیمری، دینامیک‌های شارژ، میکرو ساختارهای مواد
الکتریت‌های پلی تترافلوئوراتیلن شارژ کورونا
مقدمه
پلی‌تترافلورواتیلن(PTFE) یکی از مهمترین مواد الکتریت پلیمری آلی عایق است که در بسیاری از زمینه‌ها نظیر سنسورها، ژنراتورها و موتورها، تشعشع سنج هوایی و فیلترهای هوای دمای بالا، مواد زیستی- کاربردی و غیره، به ویژه از زمانی که ثبات یا پایداری ذخیره شارژ فوق‌العاده و ضرایب پیزوالکتریک شبه- استاتیک و دینامیکی در فیلم یا لایه PTFE متخلخل نیز شناسایی شده‌اند، بکار گرفته می‌شود، (Xia و همکاران، ۱۹۹۹؛ Schwodiauer و همکاران، ۲۰۰۰ ؛ Kressmann و همکاران، ۱۹۹۶). مدل‌های متنوعی بر پایه معادلات شیمیایی برای مشخص سازی و رها شدگی از گیرها یا تله‌ها، خلق جفت‌های حامل، ترکیب یا دوباره‌سازی، تشکیل ناگهانی و غیره جهت پدیده‌های الکتریت بکار برده شده اند (Sessler و Hillenbrand). به هر حال، مطالعات تجربی بسیاری نشان داد‌ه‌اند که پدیده الکتریت در فیلمها یا لایه‌های متخلخل از فیلمهای غیر متخلخل بسیار متفاوت است (Xia و همکاران، ۱۹۹۹). تئوری‌های رایج نمی‌توانند تفاوت دینامیک‌های شارژ را در بین الکتریت‌های پلیمری متخلخل و غیر متخلخل نشان دهند. برای مثال، یک پتانسیل بسیار زیاد سطحی می‌تواند بر روی سطح فیلم غیر متخلخل در طول شارژ کورونا و بدون شبکه کنترل رسوب نماید؛ اما نظیر چنین پدیده‌ای در بین فیلمهای متخلخل مشاهده نمی‌شود و برای فیلمهای ضخیم‌تر، پتانسیل‌های سطحی بالاتری برای فیلم متخلخل قابل دستیابی است، که برای فیلم نامتخلخل این چنین نخواهد بود. به علاوه، ضریب‌های شبه پیزوالکتریک بالا در PTFE تنها بر روی نمونه‌های بدون الکتریت‌های تبخیر شده اندازه‌گیری شده است (Gerhard-Multhaupt و همکاران، ۲۰۰۰).
در این مقاله فیلم PTFE متخلخل و نامتخلخل با ضخامت و تخلخل‌های متفاوت به وسیله روش شارژ کورونا مورد شارژ قرار گرفتند و رفتارهای شارژ ترزیقی، انتقال و افت به وسیله سنجش مقادیر افت پتانسیل سطح محرک همدما و گرمایی و غیره نیز مورد بررسی واقع شدند. میکروگرافهای اسکن الکترونی نشان داد که این دینامیک‌های شارژ با میکروساختارهای فیلمها مرتبط می‌باشد.
الکتریت‌های پلی تترافلوئوراتیلن شارژ کورونا
مواد و روش‌های تجربی
فیلمهای پرفلوروپلیمر
فیلم PTFE متخلخل و با ضخامت ۹۰ (۹۰ میکرومتر) (و با تخلخل ۷۰%) و ضخامت ۱۷۰- ۱۵۰ میکرومتر (و تخلخل ۵۰%) از موسسه پلاستیک شانگهای تامین گردیده است. فیلم PTFE متخلخل با ضخامت ۶۳ میلیمتر (و تخلخل ۹۱%) از () تامین شد. نمونه‌های PTFE نامتخلخل با ضخامت ۵۰ میکرومتر هم از فیلمهای PTFE تفلون کمپانی دوپونت () بصورت تجاری قابل تامین بودند. همه نمونه‌ها به وسیله ایزوپروپانول قبل از اینکه شارژ شوند شفاف‌سازی شده و سپس بصورت مربع شکلهای ۳ cm * 3 cm بریده شدند.
شارژ کورونای مثبت و منفی در دماهای بالا
یک الکترود آلومینیمی سیلندری ۱۰۰ نانومتری با قطر cm ۵/۱ از یک طرف در خلاء تبخیر شد. شارژ مثبت و منفی به وسیله دشارژ یا تخلیه کورونای نقطه- به- سطح در هوا تحت شرایط عادی و نرمال بدست آمد (دماهای ۳۰، ۹۰، ۱۵۰ درجه سانتیگراد، فشار اتمسفر ۳/۱۰۱ کیلو پاسکال، رطوبت نسبی ۴۵%). طرف آلومینمی فیلم بر روی یک شعله هیتر قرار داده شد و صفحه فلزی آنرا بصورت الکتریکی به زمین متصل نمود. فاصله هوایی بین الکترود سوزنی و سطح نمونه ۴ سانتیمتر بود که پلاسمای نزدیک سوزن نمی‌توانست بصورت مستقیم بر روی نمونه اثر کند و نیز قطر سطح نمونه در حد چند سانتیمتر بود به جز در نقاط بیرونی بطور اخص، شرایط شارژ بصورت ذیل اعمال شد: ولتاژ سوزن الکترود و زمان شارژ ۵ دقیقه مشخص شد. بعد از شارژ، نمونه‌ها در جعبه‌های کوچکی به منظور کمینه کردن افت شارژ به واسطه یون‌های محیط ذخیره و نگهداری شدند.
الکتریت‌های پلی تترافلوئوراتیلن شارژ کورونا
اندازه‌گیری افت پتانسیل‌های سطحی محرک هم دمایی و گرمایی
پتانسیل‌های سطحی موثر به وسیله ولت‌مترهای الکترواستاتیک جبران کننده میدان غیر تماسی تعیین گردیدند (مدل ۳۴۴، TREK، آمریکا). پس از شارژ شدن در دمای بالا، نمونه‌ها معمولا بلافاصله از محفظه شارژ به صفحه فلزی متصل به زمین به منظور اندازه‌گیری پتانسیل سطحی منتقل می‌شوند که این موضوع بواسطه جلوگیری از افت پتانسیل در دماهای بالاتر خواهد بود. برای اندازه‌گیری افت پتانسیل سطحی، محرک حرارتی با نرخ °C/min 6 (دقیقه/ درجه سانتیگراد ۶) از دمای RT تا °C260 اندازه‌گیری و مقدارهای سطحی در فواصل دمایی °C10 ثبت گردیدند.
الکتریت‌های پلی تترافلوئوراتیلن شارژ کورونا
نتایج تجربی
رفتار شارژ کورونا
در زمانی که الکتریت‌ها به وسیله شارژ کورونا شکل داده می‌شوند انواع مختلفی از یونها از تخلیه کورونا در هوا پراکنده شده و از الکترود به مواد ترزیق می‌شوند. برخی از یونها دوباره در سطح مواد ترکیب شده و سبب افزایش تغییرات شیمیایی در آنها می‌شوند، در حالیکه یون‌های باقیمانده در حجم مواد نفوذ می‌کنند، جاییکه شارژ آنها در ابتدا توسط تله‌‌های عمیق و سپس کم عمق بدام افتاده و بعدا ممکن است بواسطه مولکولهای برانگیخته شده بوجود آمده – کورونا رها شده و به توده مواد در میدان الکتریکی داخلی، وابسته به شارژ تزریق شده، انتقال داده شوند ( و ، ۱۹۸۶). دانسیته شارژ محبوس شده با ثبت پتانسیل‌های سطحی سنجیده می‌شود.
افت پتانسیل سطحی محرک حرارتی
به منظور آشکارسازی پایداری حرارتی شارژ در فیلمهای الکتریک، اندازه‌گیری افت پتانسیل سطحی تحت اثر محرک حرارتی صورت پذیرفت. نمونه‌ها به ترتیب در دماهای ۳۰، ۹۰ و ۱۵۰ درجه سانتیگراد شارژ و سپس به مدت ۵ روز در جعبه بسته کوچکی ذخیره و نگهداری شدند که این امر منجر به حذف برخی شارژهای مازاد رشد یافته می‌شود. آزمایش و یک محفظه بسته انجام گرفت بگونه‌ای که نمونه‌ها بر روی یک صفحه فلزی متصل به زمین قرار داشتند. نتایج در شکل (۲) به نمایش درآمده‌اند که معرف برای فیلم نامتخلخل با ضخامت ۵۰ میکرومتر در شکل (۲) و در شکل (۳) و (۴) به ترتیب برای فیلم PTFE متخلخل با ضخامت‌های ۶۳ و ۹۰ میکرومتر می‌باشند.
ارتباط دینامیک‌های شارژ و میکرو ساختارهای مواد
PTFE معمولا از فازهای کریستالی و غیر کریستالی تشکیل شده است. میکرو ساختار آن، همانگونه که توسط Bunn و همکارانش گزارش شده است، شامل باندهای بلند اما نسبتا نازک در برگیرنده اتصال‌های عرضی عمود بر طول باند آن می‌باشد. این رشته‌ها کریستالیته‌های PTFE هستند که بصورت صفحه‌ای می‌باشند که توسط نواحی غیر کریستالی از یکدیگر منفک شده‌اند.
الکتریت‌های پلی تترافلوئوراتیلن شارژ کورونا
نتیجه‌گیری
۱- چه شارژ بصورت مثبت و چه منفی باشد، پتانسیل‌های سطحی اولیه در فیلمهای نامتخلخل بسیار بیشتر از فیلمهای متخلخل هستند، و با افزایش دمای شارژ کاهش می‌یابند. پتانسیل‌های سطحی اولیه برای فیلم متخلخل با افزایش ضخامت فیلم افزایش خواهند یافت.
۲- پایداری شارژ فیلم نامتخلخل بطور منظم با افزایش دمای شارژ افزایش می‌یابد. برای PTFE متخلخل، این نظم مشهود نمی‌باشد، اما دمای افت اولیه نمونه‌های شارژ شده در ۳۰ درجه سانتیگراد کمترین مقدار است.
۳- نسبت فاز کریستالی به غیر کریستالی عامل اصلی اختلاف ساختاری بین فیلمهای متخلخل و نامتخلخل است. بنابراین، اختلاف دینامیک‌های شارژ آنها نیز به درجه بلورینگی آنها مرتبط است.
۴- برای فیلمهای PTFE نامتخلخل، قابلیت پولاریزه شده پیوندهای C-F افزایش می‌یابد و به هنگامی که دمای شارژ زیاد می‌شود بسمت توده انتقال می‌بابد، که شارژهای کم و بیش حجیم توزیع شده‌ای را در بر خواهد داشت، که خود معرف آن است که تغییر قابلیت پولاریزه شدن باندهای C-F بعنوان مبدا اصلی شارژهای الکتریت می‌باشد. برای فیلم PTFE متخلخل، شارژهای کورونا را می‌توان بداخل توده آن از طریق حجم تو خالی تزریق نمود و آنها را در موقعیتی خاص و یا فضای آزاد به تله انداخت، بگونه‌ای که می‌توان تعداد بیشتری از شارژهای به تله افتاده نوع دوم و سوم مورد علاوه بر شارژ نوع اول را انتظار داشت که این امر به دلیل سطح داخلی بزرگتر و بلورینگی بیشتر می‌باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
