驻极体又被称作永电体,是一种能够持久存储空间电荷与偶极电荷的电介质材料。驻极体材料在声电传感器、能量采集器等各种器件中得到了广泛应用。一方面,在实际应用中,常采用单面镀电极的驻极体薄膜材料,此时材料呈现单极性电场特征。即只有裸露面存在静电场,镀电极面的表面电位为零,没有静电场。双面裸露的驻极体薄膜则会在上下表面产生极性相反的电场,两表面都能够在周围空间激发出稳定持久的静电场,且驻极体两个表面所带电位极性相反,这种现象称为驻极体薄膜的双极性现象。双极性驻极体膜在能量采集器等传感器件中的应用,将会极大地提高传感器的工作效率,但对其规律的研究还未见报道。另一方面,采用夹层极化注极方法对极性电介质进行注极时发现,获得的驻极体表面有时会沉积与注极电场同极性的电荷(称为同号电荷),也会产生与电场极性相反的电荷(称为异号电荷)。但现有研究对驻极体中的同号电荷与异号电荷产生机制仍未完全清楚。本文主要从材料性能和极化方法两个角度对驻极体薄膜的双极性现象和驻极体制备过程中同号电荷与异号电荷形成规律这两个基本问题进行了研究。在驻极体电场的双极性现象的研究中,采用了等温衰减实验的方法,观察了在同一极化条件下(电晕极化和夹层极化),PTFE、FEP、THV500和THV815等材料的充电面和非充电面的极性在固定时间内的变化,并研究了何种材料会出现双极性现象及不同极化条件对双极性现象的影响。在驻极体制备过程中同号电荷与异号电荷形成规律的研究中,采用了等温衰减实验的方法,观察了在夹层极化注极下,不同极化电场、不同极化温度以及是否单面镀电极条件下,THV500和THV815材料两个表面电位的变化,研究了极化电场、极化温度、单面镀电极对不同种类驻极体薄膜体内的同号电荷和异号电荷的分布及其稳定性的影响。取得的主要结论如下:(1)采用负电晕极化注极方法,在常温条件下对非极性材料PTFE和FEP的研究结果表明,两种样品都呈现非常稳定的双极性现象。除了注极后初始阶段有一快速衰减过程外,在450小时的存储周期内,表面电位保持在400 V以上,注极面和非注极面的衰减和稳定性变化趋势相同。在常温条件下对极性材料THV500和THV815薄膜的研究结果表明,两种样品的双极性现象都不稳定。虽然初始电位较高,但稳定性很差,THV815稍优于THV500。经450小时的存储后几乎衰减为零。(2)采用夹层极化注极方法,在常温条件下对非极性材料PTFE和FEP的研究结果表明,虽然存在双极性现象,但表面电位值低于电晕极化。经500小时存储后,衰减到50 V左右。在常温条件下对极性材料THV500和THV815薄膜的研究结果表明,与电晕极化结果一样,表面电位稳定性度很差。(3)在常温条件下,采用夹层极化注极方法研究了极化电场对THV500薄膜中同号电荷和异号电荷形成的影响,结果表明:极化电场为9.3 MV/m时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相反,注入的是异号电荷。当极化电场为27.3 MV/m时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相同,注入的是同号电荷。在两种极化电场下,表面极性为正的那一面电位都会迅速衰减,最后变成负电位。(4)在220℃温度条件下,采用夹层极化注极方法研究了极化电场对THV815薄膜中同号电荷和异号电荷形成的影响,结果表明:无论极化电场为9.3 MV/m还是27.3 MV/m时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相反,注入的都是异号电荷。经一定的存储时间后,两种极化电场下获得的表面极性为正的那一面电位都会迅速衰减,最后变成负电位。(5)在极化电场为9.3 MV/m的情况下,研究了极化温度对THV500薄膜中同号电荷和异号电荷形成的影响。极化温度为32℃时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相反,注入的都是异号电荷;而当极化温度为160℃时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相同,注入的都是同号电荷。(6)在极化电场为27.3 MV/m的情况下,研究了极化温度对THV815薄膜中同号电荷和异号电荷形成的影响。极化温度为32℃时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相同,注入的都是同号电荷;而当极化温度为220℃时,驻极体两面形成的电场极性与外加电场极性相反,注入的都是异号电荷。(7)为了进一步论证同号电荷和异号电荷形成的规律,在极化电场为27.3MV/m和高温条件下,研究了单面镀电极THV500和THV815薄膜中同号电荷和异号电荷形成的影响。结果表明:与不镀电极样品不同,THV500和THV815两种样品膜的充电面始终为负极性,充电面主要存在的是同号电荷。