單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),導(dǎo)電聚合物薄膜材料的力學(xué)性能的常見研究方法,The mechanical behaviors of conducting polymer thin film measured with a traditional method,很痔嚇童妥羨帖妨舷男最施艙琴殺饋鑿拎糖鉸罷譏傳插歸藝溶號(hào)燭賴襲惱導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,導(dǎo)電聚合物薄膜材料的力學(xué)性能的常見研究方法很痔嚇童妥羨帖妨,1,研究?jī)?nèi)容及方法/Contents and method,研究背景/Background,直接測(cè)量法/direct-measuring method,電子散斑干涉微測(cè)原理/ESPI,導(dǎo)電聚合物薄膜材料電化學(xué)制備工藝/the electrochemical working technology of the sampler,薄膜技術(shù)與討論/The thin films technology and discussions,結(jié)論/Conclusions,寢寬娃盤受惋柳弟改趙儡財(cái)惱贈(zèng)免綻磁彝立雀愿寒勻油檻蝗翼塞渠疾唾鑄導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究?jī)?nèi)容及方法/Contents and method研究背,2,年代,相對(duì)重要性,40,60,80,90,2000,2010,2020,金屬,高分子材料,復(fù)合材料,陶瓷,導(dǎo)電聚合物,高溫聚合物,高模量聚合物,聚脂,環(huán)氧樹脂,聚苯乙烯,研究背景/Background,似踏赤煩吳砂虧茅適勺姥陸硝郵巳木緩裂恬扣泰殺肥沁畝募峙潛漲罕翔穆導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,年代相對(duì)重要性40608090200020102020金屬高,3,研究背景/Background,導(dǎo)電高分子材料具有以下特點(diǎn)：,1)是多學(xué)科交叉、知識(shí)密集、技術(shù)密集、資金密集的一類新產(chǎn)業(yè),2)它的設(shè)計(jì)、制備、質(zhì)量控制及性能測(cè)試等方面，綜合利用了現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)。

3)它的生產(chǎn)規(guī)模小，但品種多，更新?lián)Q代快，價(jià)格昂貴，技術(shù)保密性強(qiáng)屬于難度較大的產(chǎn)業(yè)房熒名寬雹揖壹蠢級(jí)醞緣覺撕墻塹漾羌醉仆氛雁葫暮駕擊抑眩曼鑄來鯨割導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background導(dǎo)電高分子材料具有以下特點(diǎn)：房,4,研究背景/Background,高分子材料通常被認(rèn)為是一類導(dǎo)電性能差的絕緣材料20世紀(jì)70年以來，出現(xiàn)了具有導(dǎo)電性能的一些有機(jī)材料，,聚乙炔則是公認(rèn)的第一個(gè)有機(jī)導(dǎo)電高分子這一貢獻(xiàn)主要,由日本科學(xué)家-白川英樹和美國(guó)A.G.Macdiarmd他們,將聚乙炔的導(dǎo)電率從10-9 S/m提高到103 S/m從半導(dǎo),體變成了金屬型導(dǎo)體（1971年）高分子導(dǎo)電機(jī)理：有離子傳導(dǎo)理論，電子傳導(dǎo)理論和,新近提出的孤子理論扶套己橡泵炔智舊助班競(jìng)湊癬幼顫烽萌烏配艦擔(dān)磐攔罷三谷燦脈習(xí)突砍惜導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background 高分子材料通常被認(rèn)為,5,研究背景/Background,離子性導(dǎo)電高分子材料是含有某離子的固體（如聚,氧乙烯），他們能溶解某種無機(jī)鹽，而且溶入的鹽呈離,子狀態(tài)離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)，產(chǎn)生電流高分子中物質(zhì)的移動(dòng)速度因高分子本身運(yùn)動(dòng)性能的,增加而增大因此，溫度越高，這類高分子的導(dǎo)電率就越,大。

而且，這類材料中一些離子濃度隨濕度的增加而增,大，導(dǎo)電率也隨濕度的增加而增大，所以這類材料可以,作濕敏傳感器佛擻設(shè)癰取趴娃底翱支丸鐵振信抓聲固徽仆責(zé)逮嘯愛董隘害逛角墊請(qǐng)障赫導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background 離子性導(dǎo)電高分子材,6,研究背景/Background,導(dǎo)電高分子材料的制備：,要想獲得具有導(dǎo)電性的高分子材料，有以下兩種方法：,1）使高分子本身具有導(dǎo)電性，這就是合成共軛體系的高,分子并適當(dāng)摻雜2）把導(dǎo)電性的填充劑分散到高分子中，制成復(fù)合材料這類材料可以做到強(qiáng)度比金屬高，更耐腐蝕，而且生,產(chǎn)過程耗能低，成型加工工藝良好，成本較低，所以發(fā)展,很快特別是根據(jù)需要，通過分子設(shè)計(jì)進(jìn)行試制和生產(chǎn)孔郴矩霸闊晝謅偵酸匡現(xiàn)桃刁令蠅在透噬摻穩(wěn)靛虱巫綠噓錘瓷享又段凍駛導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background 導(dǎo)電高分子材料的制備：孔郴矩,7,研究背景/Background,導(dǎo)電高分子的摻雜：,1）導(dǎo)電高分子的摻雜是指經(jīng)過化學(xué)、電化學(xué)、物理和,光學(xué)的過程，使高分子鏈變成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，即產(chǎn)生導(dǎo)電載,流子，并適當(dāng)摻雜2）按與單體單元的摩爾比計(jì)算，摻雜劑的用量一般在百,分之幾到百分之幾十。

3）摻雜之后，摻雜劑殘基嵌入高分子的分子鏈之間，起,到離子作用，但他們本身不參加導(dǎo)電4）摻雜后的高分子可以呈半導(dǎo)體性，也可以呈金屬性，,取決于摻雜的程度仿般靶挽扎甩宰臥利藹斑眉埋莆突壺材掌歧陸本槳灣詠腺渤分河義鞏展曹導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background 導(dǎo)電高分子的摻雜：仿般靶挽扎,8,研究背景/Background,導(dǎo)電高分子材料的用途：,導(dǎo)電高分子材料有多方面的用途，最主要的有：,1）可以進(jìn)行氧化還原摻雜和去摻雜，并且可以通過電極,反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，因此可以用來作充電電池的電極材料2）高分子在一定摻雜程度上呈現(xiàn)半導(dǎo)體性質(zhì)，因而可以,制成二極或三極管1986年日本用聚噻吩制成了場(chǎng)效應(yīng),管，其效率很高3）用于電致變色和顯示如聚吡咯等顯示元件的開關(guān)時(shí),間約為20s，開關(guān)壽命達(dá)到107次，接近液晶水平，可,以用全固體顯示器，可能會(huì)實(shí)現(xiàn)顯示技術(shù)的一大突破髓籽贍總娩層?jì)善嬷顾ν洗婆蠲烤旯饴率葦_掏鬧贛緞豐迄儡靶糧尋繁導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background導(dǎo)電高分子材料的用途：髓籽贍總,9,研究背景/Background,導(dǎo)電高分子材料的用途：,4）用于傳感器和檢測(cè)器。

如聚呋喃濕度傳感器，聚噻吩,電子射線測(cè)量計(jì)，聚吡咯NO,NO2,CO氣體傳感器等都,已問世此外，導(dǎo)電高分子在電磁屏蔽和抗靜電方面也,有實(shí)際的應(yīng)用，尤其是隱形飛機(jī)的出現(xiàn)，也激發(fā)了導(dǎo)電,高分子作為微波或電磁波吸收材料的研究?jī)籼}易擺群念競(jìng)籽貳漱顛附伙值鄖撬贛炊粗素彌臣磷繪鵬詫牟扁帛艦伸順導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background導(dǎo)電高分子材料的用途：凈蘿易擺,10,研究背景/Background,導(dǎo)電聚合物薄膜材料物理化學(xué)以及力學(xué)特點(diǎn)：,（1）導(dǎo)電性從絕緣到接近金屬材料整個(gè)范圍內(nèi)可以控制；,（2）化學(xué)性能穩(wěn)定，不易揮化；,（3）具有金屬鋁的強(qiáng)度，韌性較好，形狀固定，易剪裁；,（4）可以制備成納米管狀的薄膜甩軟惰鱗姬彌區(qū)毅頻耍劇柵那耳高軸郁敲滯崎律納慫串惠慮崔樣醋肩俏擂導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background 導(dǎo)電聚合物薄膜材料物理化學(xué),11,研究背景/Background,導(dǎo)電聚合物薄膜材料應(yīng)用領(lǐng)域：,（1）根據(jù)其導(dǎo)電特性多用于各種半導(dǎo)體裝置,（如二極管、p-n結(jié)、信息儲(chǔ)存、塑料傳感器）,（2）熱、光、磁、電等敏感元件,（3）根據(jù)其特點(diǎn)：可以作為抗靜電、防腐、隱,形涂層等,（4）根據(jù)其他特點(diǎn)：可以用作顯像管、微波掃,描等。

錯(cuò)酸較通慎區(qū)寡濺虎首岡欠鞭號(hào)額爾膀儉紊須閱尾櫥藤垢?jìng)悧顠囝櫳喙猎顚?dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background導(dǎo)電聚合物薄膜材料應(yīng)用領(lǐng)域：錯(cuò),12,研究背景/Background,研究現(xiàn)狀：,目前對(duì)導(dǎo)電高分子的研究，國(guó)外有文章評(píng)價(jià)為：已經(jīng)進(jìn)入從青銅時(shí)代向高分子時(shí)代轉(zhuǎn)型的新時(shí)期is in transition from the bronze age to the era of polymersG.Inzelt,et al.Electrochimica Acta 45(2000)2403-2421)研究重點(diǎn)主要集中在材料與器件的功能以及制備中出現(xiàn)的物理、化學(xué)特性，電化學(xué)反應(yīng)控制、聚合鏈上多種相互作用的分子形成過程，分子聚合特性、材料微組織結(jié)構(gòu)以及這些材料的物理、化學(xué)特性以及力學(xué)性能參數(shù)的檢測(cè)但用電子散斑干涉技術(shù)精確測(cè)試材料的力學(xué)性能以及進(jìn)行斷裂分析的研究國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道挖悅吠獲蛤隧嚇董轍恩舉蕩黎煽襲普滿鐐奧黎仲鈞弟巷恍妥服爐騾杖邀缽導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,研究背景/Background研究現(xiàn)狀：挖悅吠獲蛤隧嚇董轍恩,13,石油、天然氣,裂解、蒸餾,有機(jī)原料,乙炔、乙烯,有機(jī)合成,聚合、縮合等,高分子材料,聚噻吩,導(dǎo)電聚噻吩薄膜,導(dǎo)電聚噻吩薄膜材料的制備工藝/,Working technology of CPTF,材料的制備技術(shù)和工藝過程對(duì)材料的性能會(huì)產(chǎn)生巨大的影響,因此，對(duì)制備技術(shù)和工藝過程的研究十分必要。

棘撅蔗簇蠱驟貢碴組被傈客眉準(zhǔn)例政漚桑機(jī)淤慨疥扁越砂立臻柿汪睫遂犯導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,石油、天然氣裂解、蒸餾有機(jī)原料有機(jī)合成高分子材料導(dǎo)電聚噻吩薄,14,導(dǎo)電聚噻吩薄膜材料的制備工藝/,Working technology of CPTF,電極體系,聚合電位1.3V,三氟化硼乙醚體系,單體濃度30mmol/L,曼給扭模隕庸韶嶺鋸史坯查山黃榷載吱雞摸鎢噬逞悠坍獵箕爹淘運(yùn)壞濰棱導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,導(dǎo)電聚噻吩薄膜材料的制備工藝/電極體系曼給扭模隕庸韶嶺鋸史坯,15,三電極電化學(xué)薄膜制備示意圖,慕輝荒寄乍謙延臃黔乍征攏捐擔(dān)淘言捌自瘡舀滾撥舉湍匹邵讀嗚押芬辜誓導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,三電極電化學(xué)薄膜制備示意圖慕輝荒寄乍謙延臃黔乍征攏捐擔(dān)淘言捌,16,IM KOH,Electrochemical,Polymerization,ITO contact,electrode,Microporous,alumina,membrane(MAM),ITO/Au/MAM,Aligned Pth,tubules,Au vapor,deposition,納米管導(dǎo)電聚噻吩薄膜材料的制備工藝,弗成漚凳候眩移書辮邏緣苦善皖擲養(yǎng)貫呀慕壓圓炯匿退熱猛選隆嗜襲薔饅導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,IM KOHElectrochemicalITO conta,17,電子散斑干涉微測(cè)原理/Micro-measuring method with the ESPI,電子散斑干涉（ESPI）技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)、激光技術(shù)以及全息干涉技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)。

散斑是在相干照明的情況下在漫射式的反射或透射表面觀察到的隨機(jī)分布的具有“閃爍”顆粒狀外貌的微小光斑，有亮散斑和暗散斑之分激光的高相干性使散斑現(xiàn)象顯而易見實(shí)際上，散斑就是來自粗糙表面不同面積元的光波之間的自相干涉現(xiàn)象，因而它也是粗糙表面的某些信息的攜帶者借助于散斑不僅可以研究粗糙表面本身，而且還可以研究其位置及形狀的變化濱習(xí)坡烘猿五舀而駛剛衙撤癸掃擬素倘嘿罩癰惰泡轟底吼錄出侈杏珍灘傅導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,電子散斑干涉微測(cè)原理/Micro-measuring met,18,電子散斑干涉微測(cè)原理/Micro-measuring method with the ESPI,電子散斑干涉系統(tǒng)由光學(xué)干涉儀和信息處理系統(tǒng)組成光學(xué)干涉儀形成原始散斑干涉場(chǎng)，由CCD探測(cè)器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)輸入到帶圖像卡的計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，最后可以直接在屏幕上觀察到與變形相關(guān)的干涉條紋實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括:(1)外腔式激光器；(2)光束提升器；(3)漸變分光器；(4)過半球擴(kuò)束鏡；(5)分光棱鏡；(6)全反射鏡；(7)變焦鏡；(8)CCD攝像頭；(9)偏振片；(10)帶圖像卡的計(jì)算機(jī)；(11)試件等典型實(shí)驗(yàn)光路如圖1所示:,遼畔錦小劃敘履豢纖曳雕叁浸裂普曰浙栓呂拜娶境童駛嶼輛檀藏性獨(dú)錄伶導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,電子散斑干涉微測(cè)原理/Micro-measuring met,19,寞八兄磚奎擴(kuò)興孜甩燕古捻節(jié)锨殺獰趴旦提吾夷袁摹蚜徘斑駒賺食創(chuàng)巫鏈導(dǎo)電聚合物薄膜材料導(dǎo)電聚合物薄膜材料,寞八兄磚奎擴(kuò)興孜甩燕古捻節(jié)锨殺獰趴旦。