การวัดสัมประสิทธิ์เพียสโซอิเล็กตริกของแผ่นฟิล์มพอลิเมอร์

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายที่จะพัฒนาฟิล์มพอลิเมอร์ PVDF ให้มีสภาพเพียสโซอิเล็กตริกที่แรง โดยพิจารณาจากค่าสัมประสิทธิ์ความเครียดเพียสโซอิเล็กตริก d₃₁ ในการวิจัยนี้ ได้เตรียมฟิล์มให้มีสภาพเพียสโซอิเล็กตริกโดยการยืด อบ ทำอิเล็กโทรด และ จัดขั้ว ตามลำดับ จากนั้นวัดค่า d₃₁ ด้วยการยึดปลายด้านหนึ่งของฟิล์มไว้ให้แน่นและถ่วงน้ำหนักที่ปลายตรงข้ามในแนวของการยืดเดิม วัดค่าประจุไฟฟ้าที่เกิดการถ่ายเทระหว่างอิเล็กโทรด แล้วนำไปคำนวณหาค่า d₃₁ พบว่าค่า d₃₁ ขึ้นอยู่กับหลายตัวแปรในกรรมวิธีของการเตรียมฟิล์ม ได้ศึกษาบทบาทของตัวแปรต่างๆ ทีละตัวโดยควบคุมตัวแปรอื่นๆ ให้เหมือนกัน พบว่า d₃₁ จะมีค่ามาก เมื่อเวลาที่ใช้จัดขั้ว tp มีค่ามาก เมื่อจัดขั้วด้วยสนามไฟฟ้า Ep สูงๆ ที่อุณหภูมิ Tp สูงๆ แต่ค่า d₃₁ จะลดลงเมื่ออัตราส่วนของการยืดเพิ่มขึ้น ทั้งนี้ได้ทดลองยืดในอัตราส่วน 1/10 ระหว่าง 4-6 เท่า เท่านั้น ในการเตรียมฟิล์มพบว่าค่าตัวแปร tp ≈ 20 นาที่, EP ≥ 80 MV/m, Tp ≤ 80 ℃ และ 1/10 = 4 เป็นชุดที่เหมาะสมที่จะฟิล์ม PVDF ซึ่งมีสภาพเพียสโซอิเล็กตริกแรง สามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นเครื่องมือทางเสียงได้