с большими значениями
M
2
. К любым пироактивным материалам
предъявляются требования возможно б´ольших значений
M
1
,
M
2
,
M
3
.
Значительного прогресса при создании электроактивных материа-
лов с высоким значением остаточной поляризации удалось добиться,
используя в качестве исходного материала ориентированную пленку
из ПВДФ, имеющую самые высокие пьезоэлектрические свойства из
известных полимерных материалов, обусловленные надмолекулярной
структурой, реализуемой при определенных условиях в ПВДФ. В про-
цессе механической ориентации (вытяжки) в ПВДФ возникает домен-
ная структура в виде вкраплений в аморфную фазу отдельных кри-
сталлитов, обладающих спонтанной поляризацией (
β
-фазой). Вслед-
ствие одинаковой ориентации молекулярных диполей в кристаллитах,
величина спонтанной поляризации в них оказывается максимальной.
Оказалось, что, как и в керамических сегнетоэлектриках, поляриза-
ция в кристаллических доменах ПВДФ может переключаться под дей-
ствием высокого электрического поля. При этом суммарная величи-
на остаточной поляризации
P
r
в пленке достигает значений порядка
1. . . 9 мкКл/см
2
. А сам процесс поляризации в электрическом поле со-
провождается явлением гистерезиса. Температуростойкость ПВДФ и
его сополимеров ограничена сверху температурами
50
. . .
100
◦
C.
В таблице приведены сравнительные тепловые, диэлектрические и
пироэлектрические характеристики кристаллических пироэлектриков
[4], широко используемых для изготовления ЧЭ ПП и ПВДФ. Харак-
теристики ПВДФ были реально получены на пленках отечественно-
го производства. Одноосно-ориентированная ПВДФ-пленка толщиной
d
= 30
мкм с напыленными алюминиевыми электродами толщиной
100 нм поляризовалась при температуре
80
. . .
90
◦
C при приложении
электрического поля около
10
5
В/см до значения остаточной поляри-
зации
P
r
, равной
6
,
3
∙
10
6
Кл/см
2
.
Таблица
Сравнительные характеристики пироэлектриков
Материал
γ
∙
10
4
,
Кл/(м
2
∙
K)
C
1
∙
10
−
6
,
Дж/(м
3
∙
K)
ε
tg
ε M
1
∙
10
11
,
Кл
∙
м/Дж
M
2
∙
10
12
,
Кл
∙
м/Дж
M
3
∙
10
13
,
Кл
∙
м/Дж
BaTiO
3
2
3
160 0,015
6,66
4,7
0,5
LiTaO
3
1,8
3,16 47
3
,
8
∙
10
−
3
6
1,3
45,7
LiNbO
3
0,4
2,8 30
6
,
3
∙
10
−
3
1,4
0,47
3,32
ТГС
(триглицин-
сульфат)
3,5
1,6 25
4
∙
10
−
3
2,2
8,5
6,8
ПВДФ
0,3
2,4 12 0,25
1,69
1,14
7,6
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 2 91
