| 摘要 | 第4-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 引言 | 第15-20页 |
| 1.1 研究背景 | 第15页 |
| 1.2 研究内容及方法 | 第15-17页 |
| 1.3 研究目标 | 第17页 |
| 1.4 研究的创新点 | 第17页 |
| 1.5 研究意义 | 第17-18页 |
| 1.6 论文的章节安排 | 第18-20页 |
| 第二章 文献综述 | 第20-34页 |
| 2.1 压电材料 | 第20-21页 |
| 2.1.1 压电材料分类 | 第20页 |
| 2.1.2 聚偏二氟乙烯PVDF | 第20-21页 |
| 2.1.3 聚偏二氟乙烯－三氟乙烯共聚物P(VDF-Tr FE) | 第21页 |
| 2.2 PVDF和P(VDF-Tr FE)压电膜在声传感器和声发电机方面的应用 | 第21-25页 |
| 2.2.1 声传感器 | 第21-22页 |
| 2.2.2 声发电机 | 第22-25页 |
| 2.3 静电纺PVDF和P(VDF-TrFE)纳米纤维的研究 | 第25-33页 |
| 2.3.1 静电纺丝 | 第25页 |
| 2.3.2 静电纺PVDF和P(VDF-TrFE)纳米纤维 | 第25-27页 |
| 2.3.3 静电纺工艺参数对纤维形貌及晶型的影响 | 第27页 |
| 2.3.4 改进接收装置制备取向排列纤维 | 第27-29页 |
| 2.3.5 静电纺PVDF和P(VDF-TrFE)纳米纤维的应用研究 | 第29-33页 |
| 2.4 现阶段的研究进展及所存在的问题 | 第33-34页 |
| 第三章 声电转换器件的性能测试装置与评价体系 | 第34-44页 |
| 3.1 器件的性能测试装置 | 第34-35页 |
| 3.2 测试仪器 | 第35-37页 |
| 3.2.1 扬声器 | 第35页 |
| 3.2.2 声音测试软件 | 第35-36页 |
| 3.2.3 分贝计 | 第36页 |
| 3.2.4 电化学工作站 | 第36-37页 |
| 3.3 测试信号处理 | 第37-41页 |
| 3.3.1 快速傅里叶变换法 | 第37-40页 |
| 3.3.2 输出电压超过 10V的测试电路 | 第40-41页 |
| 3.4 性能评价指标 | 第41-43页 |
| 3.4.1 声压与声压级 | 第41页 |
| 3.4.2 最大输出电压与最大输出电流 | 第41页 |
| 3.4.3 声传感器的性能评价指标 | 第41页 |
| 3.4.4 声发电机的性能评价指标 | 第41-43页 |
| 3.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 第四章 基于静电纺压电纳米纤维膜声传感器的结构探索 | 第44-52页 |
| 4.1 PVDF纳米纤维膜的制备 | 第44-46页 |
| 4.1.1 静电纺PVDF纳米纤维膜纺丝工艺 | 第44页 |
| 4.1.2 PVDF纳米纤维的形貌 | 第44-45页 |
| 4.1.3 纳米纤维的晶型表征 | 第45-46页 |
| 4.2 声传感器雏形的结构设计 | 第46页 |
| 4.3 声传感器结构的参数对输出性能的影响 | 第46-50页 |
| 4.3.1 振动基底 | 第46-48页 |
| 4.3.2 器件尺寸 | 第48-49页 |
| 4.3.3 电极面积 | 第49-50页 |
| 4.4 声传感器雏形的缺陷 | 第50页 |
| 4.5 声传感器结构与测试装置的改进 | 第50-51页 |
| 4.6 本章小结 | 第51-52页 |
| 第五章 基于静电纺压电纳米纤维膜的高性能声传感器 | 第52-80页 |
| 5.1 背景噪音及声传感器固定系统对声传感器输出信号的影响 | 第52-58页 |
| 5.1.1 高声压作用下的振动测试和输出信号测试 | 第52-55页 |
| 5.1.2 低声压作用下的振动测试和输出信号测试 | 第55-58页 |
| 5.2 声传感器的性能测试与分析 | 第58-60页 |
| 5.2.1 纳米纤维膜传感器的频响性能 | 第59页 |
| 5.2.2 声压对于纳米纤维膜传感器输出性能的影响 | 第59-60页 |
| 5.3 通孔结构对声传感器性能的影响 | 第60-63页 |
| 5.3.1 通孔结构 | 第60-62页 |
| 5.3.2 通孔直径 | 第62-63页 |
| 5.4 纳米纤维膜参数对声传感器性能的影响 | 第63-70页 |
| 5.4.1 纳米纤维膜厚度 | 第63页 |
| 5.4.2 纳米纤维膜面积 | 第63-64页 |
| 5.4.3 纳米纤维直径 | 第64-68页 |
| 5.4.4 纳米纤维的排列状态 | 第68-70页 |
| 5.5 与其他膜制备的同结构声传感器的性能比较 | 第70-71页 |
| 5.6 与PVDF商业压电膜制备的同结构声传感器的比较 | 第71-74页 |
| 5.6.1 两种声传感器的输出性能比较 | 第71-72页 |
| 5.6.2 两种声传感器的振动情况比较 | 第72-74页 |
| 5.7 声电转换机理分析 | 第74-75页 |
| 5.8 声传感器的应用 | 第75-79页 |
| 5.8.1 声音识别 | 第75-76页 |
| 5.8.2 人音记录功能 | 第76-77页 |
| 5.8.3 音乐传感器 | 第77-79页 |
| 5.9 本章小结 | 第79-80页 |
| 第六章 基于静电纺压电纳米纤维膜的高性能声发电机 | 第80-105页 |
| 6.1 P(VDF-TrFE)纳米纤维的形貌和晶型表征 | 第80-81页 |
| 6.2 声电能量转换器件结构的改进 | 第81-82页 |
| 6.3 声发电机的性能测试 | 第82-86页 |
| 6.3.1 输出信号 | 第82-83页 |
| 6.3.2 声发电机的频响性能 | 第83页 |
| 6.3.3 声发电机在不同声压下的输出 | 第83-84页 |
| 6.3.4 声发电机的内阻 | 第84页 |
| 6.3.5 与P(VDF-Tr FE)商业压电膜制备的同结构声发电机的比较 | 第84-86页 |
| 6.3.6 声发电机性能参数对比表 | 第86页 |
| 6.4 声发电机结构参数对输出性能的影响 | 第86-94页 |
| 6.4.1 单孔声发电机 | 第86-87页 |
| 6.4.2 多孔声发电机 | 第87-94页 |
| 6.5 声发电机的应用 | 第94-99页 |
| 6.5.1 点亮LED灯 | 第94-95页 |
| 6.5.2 电化学聚合 | 第95-97页 |
| 6.5.3 电化学金属防腐 | 第97-99页 |
| 6.6 与其他声发电装置输出性能的比较 | 第99-104页 |
| 6.7 本章小结 | 第104-105页 |
| 第七章 声电转换器件在声音作用下振动状态的有限元模拟 | 第105-117页 |
| 7.1 有限元建模和网格划分 | 第105-107页 |
| 7.1.1 有限元建模 | 第105-106页 |
| 7.1.2 网格划分 | 第106-107页 |
| 7.2 压力声学-频域模块的设置 | 第107页 |
| 7.3 固体力学模块的设置 | 第107页 |
| 7.4 材料参数的设置 | 第107页 |
| 7.5 两种不同结构的器件在声音作用下的振动模拟结果比较 | 第107-114页 |
| 7.5.1 纳米纤维膜中心点振动速率 | 第107-109页 |
| 7.5.2 器件振动的平均速率 | 第109-110页 |
| 7.5.3 器件表面的振动能量 | 第110-112页 |
| 7.5.4 器件的振动能量 | 第112-113页 |
| 7.5.5 两种器件中纳米纤维膜的振动能量密度的分布 | 第113-114页 |
| 7.6 孔之间的距离对器件振动的影响 | 第114-115页 |
| 7.7 本章小结 | 第115-117页 |
| 第八章 总结与展望 | 第117-119页 |
| 8.1 通孔结构与纳米纤维膜的协同作用 | 第117页 |
| 8.2 静电纺压电纳米纤维膜的声电转换性能具有普遍性 | 第117-118页 |
| 8.3 基于静电纺压电纳米纤维膜声电转换器件的高性能 | 第118页 |
| 8.4 不足与展望 | 第118-119页 |
| 参考文献 | 第119-126页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文情况 | 第126-127页 |
| 致谢 | 第127页 |
