本文關鍵詞：納米多孔鎳壓電系數(shù)符號的改變及其驅(qū)動性能的研究

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【摘要】：與商用壓電陶瓷和導電聚合物材料相比,金屬基驅(qū)動器材料由于其較低工作電壓,較高的強度和較大的應變幅度近年來受到廣泛關注,但實際應用受限于貴金屬材料(如金、鉑及金鉑合金)。開發(fā)一種成本低廉且驅(qū)動性能優(yōu)異的金屬驅(qū)動器材料成為該領域的一項重要挑戰(zhàn)。在本工作中,我們報道了一種通過對A1-Ni前驅(qū)體合金進行去合金化處理得到的納米多孔鎳材料。電化學驅(qū)動測試發(fā)現(xiàn),納米多孔鎳的最大可逆應變?yōu)?.0%,該數(shù)值為所報道的納米多孔金屬的最大應變數(shù)值；其應變能量密度可達11.76 MJ/m3,為已知驅(qū)動器材料所能達到的最大值,是“人造肌肉”應變能密度的300倍之多；材料成本低廉,是納米多孔金材料成本的1/2000；在經(jīng)過10000次連續(xù)循環(huán)測試后納米多孔鎳樣品的應變幅度和比電容量保持率較高,具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。表面應力電荷系數(shù)(壓電系數(shù))是反映表面應力對表面電荷密度變化響應的物理量。在對納米多孔鎳材料進行電化學驅(qū)動測試實驗中,我們發(fā)現(xiàn)對于潔凈表面狀態(tài)的納米多孔鎳樣品,其壓電系數(shù)表現(xiàn)為負值；而對于具有氧化物覆蓋表面狀態(tài)的納米多孔鎳樣品,其壓電系數(shù)表現(xiàn)出反常的正值。這一發(fā)現(xiàn)為不同表面狀態(tài)的納米多孔金屬具有可轉(zhuǎn)變壓電系數(shù)符號的特性提供了另一個實驗依據(jù)。有趣的是,同納米多孔鉑／金不同,納米多孔鎳在負電位還原處理后不能恢復其潔凈表面狀態(tài)的負值壓電系數(shù),推測這與依附在多孔鎳表面的β-NiO氧化物難以還原有關。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.15;TB383.4

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