احمد جامه خورشید

مواد دی الکتریک پلیمری به دلیل وزن کم، انعطاف پذیری و هزینه ی ساخت پایین در خازن های فیلمی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این مطالعه، PVDF به دلیل داشتن ثابت دی الکتریک (ε′) بالا و PMMA به دلیل پایداری حرارتی و شیمیایی مناسب و اتلاف دی الکتریک (ε″) پایین، برای تهیه فیلم های دی الکتریک مورد استفاده قرار گرفتند. هدف این پژوهش، ارزیابی اثر معماری ساخت تک لایه، سه لایه و آمیزه ی PVDF و PMMA برای دستیابی به ثابت دی الکتریک بالا و در عین حال اتلاف پایین در فیلم های پلیمری است. نمونه ها با ریخته گری محلولی و در موارد لازم پرس داغ تهیه شدند. شناسایی ساختاری با آزمون های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و پراش اشعه ایکس (XRD) انجام گرفت. رفتار حرارتی با آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) و خواص دی الکتریک نیز با آزمون طیف سنجی دی الکتریک باند پهن (BDS) بررسی شد. نتایج FTIR و XRD نشان دادند که عملیات حرارتی و همچنین آمیزه سازی بر نوع ساختار بلور PVDF اثر قابل توجهی دارند به نحوی که باعث افزایش میزان فاز α در PVDF می شوند. نتایج DSC نیز نشان دادند که میزان بلورینگی PVDF به شدت تحت تاثیر حضور PMMA در آمیزه ها قرار می گیرد و در آمیزه با نسبت PMMA/PVDF=2/1 ساختار بلور PVDF در گرمایش دوم به طور کلی حذف می گردد. ارزیابی BDS بیانگر آن بود که فیلم های PVDF تک لایه (خالص و بازپخت) بیشترین ε′ را همراه با مقادیر بالاتر ε″ ارائه می کنند. در آمیزه های PVDF/PMMA، مقدار ε′ کاهش می یابد و در مقابل مقدار ε″ بیشتر می شود. از سوی دیگر، معماری های سه لایه بهترین سازش را پدید آوردند؛ به ویژه در ناحیه ی فرکانسی پایین، ساختار سه لایه با لایه ی میانی PVDF (نمونه TL-MVM) کمترین ε″ را نشان داد. پس از آن ساختار تک لایهPMMA (نمونه SL-M) و ساختار سه لایه با لایه ی میانی PMMA (نمونه TL-VMV) قرار گرفتند. جمع بندی نتایج نشان می دهد معماری چندلایه، نسبت به تک لایه ها و آمیزه ها تعادل مطلوب تری میان ε′ بالاتر و ε″ پایین تر فراهم می کند و رویکردی مؤثر برای بهبود عملکرد فیلم های دی الکتریک پلیمری است.