Dependence of the piezoelectric coefficient d33 on the static pressure for non-uniform polymeric layered structures

• Autorzy: Kacprzyk R. , Pleban-Okopna A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.01.32

Warianty tytułu

PL

Zależność współczynnika piezoelektrycznego d33 od obciążenia statycznego dla niejednorodnych struktur polimerowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a model describing dependence of the piezoelectric coefficient d33(p) on the pressure p applied to heterogeneous layered dielectric structures. Previous studies have shown that the d33(p) dependence for such structures may be determined by the pressure dependence of the elasticity modulus Y1(p) of a soft layer. The model is related to an elastic layer comprising a nonwoven, for which the Y1(p) dependence can be described by the deformation of individual fibers being in the mutual contact. Model analysis shows that the d33(p) dependence can be approximated by a power-type function: d33(p) = Apn . The power type of the d33(p) dependency, with power-factor -0.20 < n < -0.12 was confirmed experimentally.

PL

W pracy przedstawiono model opisujący zależność współczynnika piezoelektrycznego d33(p) od przyłożonego ciśnienia p dla niejednorodnych dielektrycznych struktur warstwowych. Wcześniejsze badania wykazały, że charakter zmian d33(p) dla wymienionych struktur może być określony zależnością współczynnika sprężystości warstwy miękkiej Y1(p) od obciążenia. Przedstawiony model dotyczy struktury zawierającej warstwę elastyczną w postaci włókniny, dla której zależność współczynnika sprężystości może być opisana modelem odkształcania włókien. Analiza modelu wskazuje, że zależność d33(p) można opisać funkcją potęgową typu d33(p)=Apn. Potęgowy charakter zależności d33(p), z wartością -0.20 < n < -0.12 potwierdzono doświadczalnie.

Słowa kluczowe

EN

piezoelectric effect; heterogeneous dielectric; layered structure

PL

efekt piezoelektryczny; dielektryki niejednorodne; struktura polimerowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 1
• Strony: 125--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kacprzyk R.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Pleban-Okopna A.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Wada Y., Hayakawa R., Piezoelectricity and Pyroelectricity of Polymers, Jap. Journ. of Appl. Phys., 15 (1976), No. 11, 2041.
• [2] Hilczer B., Malecki J., Electrets, Studies in Electrical and Electronic Eng., Vol. 14, Elsevier, Amsterdam, 1986, p. 166
• [3] Mort J., Phister G., Electronic Properties of Polymers, Ed, J. Wiley & Sons, NY 1982.
• [4] Sessler G.M., Hillenbrand J. Electromechanical Response of Cellular Electret Films. Proc. 10th Int. Symp. on Electrets, 22- 24, Sept. 1999, Delphi, Greece, p. 261-264.
• [5] Gerhard-Multhaupt R. Less can be more. Holes in polymers lead to a new paradigm of piezoelectric materials for electret transducers. IEEE Trans. Diel. Electric. Ins. 2002; v.9: p. 850- 859.
• [6] Kacprzyk R., Kisiel A., Piezo-electric properties of polypropylene laminates with a non-woven layer, J. Electrostatics 71 (2013) p.400-402.
• [7] Kacprzyk R, Motyl E, Gajewski J B, Pasternak A. Piezoelectric properties of non-uniform electrets, J. Electrostatics. 1995; v. 35: p.161-166.
• [8] Nelakanta P.S. Handbook of Electromagnetic Materials. CRC Press, Boca Raton, NY, 1995.
• [9] R. Kacprzyk, Piezoelectric Properties of Non-uniform Electrets, Proc. IEJ-ESA Joint Symp. on Electrostatics, 25-26 Sept. Kyodai Kaikan, Kyoto, Japan (2000) pp. 108-115.
• [10] R. Kacprzyk, Non-conventional application of unwoven fabrics. J. Electrostatics, 56 (2002) p.111-119.
• [11] Johnson, K. L, Contact mechanics, Cambridge University Press, 1985, p.107-152.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).