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聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))是一种具有压电效应的极性高分子材料,利用其良好的压电、热电和铁电性能可制备压电传感器、激励器和换能器等器件。为深入探究P(VDF-TrFE)系聚合物的压电性能并应用于声发射传感器,本文采用溶液流延法制备了不同退火温度处理的P(VDF-TrFE)薄膜,系统的比较了五组不同VDF含量的P(VDF-TrFE)压电薄膜在结晶、介电、压电和铁电性能方面的差异,最后通过断铅声发射传感器实验对极化后的压电薄膜进行传感性能测试,取得的主要研究成果如下:1)利用DSC、XRD和FTIR对不同退火温度处理的P(VDF-TrFE)膜进行结构表征,发现150℃退火更有利于P(VDF-TrFE)薄膜结晶。XRD结果表明P(VDF-TrFE)50/50mol%和P(VDF-TrFE)55/45mol%薄膜结晶区包含3/1-螺旋相和全反式β相的两种构象;VDF/TrFE 为 70/30mol%、75/25mol%和 80/20mol%的 P(VDF-TrFE)薄膜结晶区以全反式构象的β相为主。DSC结果表明随着VDF含量的增加,P(VDF-TrFE)薄膜居里温度Tc向高温方向移动,熔点Tm向低温方向移动。P(VDF-TrFE)80/20mol%薄膜的Tc最高,达到135.7℃。说明P(VDF-TrFE)80/20mol%比其他组份的薄膜有更高的服役温度,因为P(VDF-TrFE)薄膜制备成压电传感器后,当传感器使用温度高于Tc时,P(VDF-TrFE)膜由铁电体转化为顺电体,失去其铁电性和压电性。2)通过介电频谱图比较了极化前后P(VDF-TrFE)薄膜的介电性能,发现极化后的P(VDF-TrFE)薄膜相对介电常数εr增加,尤其P(VDF-TrFE)50/50mol%提升最为明显,在100Hz频率下介电常数达到了 24.8;极化后的介电损耗tanδ明显减小,但在频率100kHz出现明显的损耗峰。介电温谱图中所有P(VDF-TrFE)膜均出现了一个对应于铁电-顺电相变(F-P)温度的极值峰,相变温度随VDF含量的变化趋势与DSC分析结果一致。3)系统比较了 P(VDF-TrFE)膜压电应变常数d33随极化电场的变化情况,发现所有薄膜d33随极化电场强度的增加而增大,当极化电场增加到150MV·m-1时,所有P(VDF-TrFE)膜的d33达到最大值。分析电滞回线发现P(VDF-TrFE)薄膜的饱和极化值(Ps)和剩余极化值(Pr)随着VDF含量的增加而增大。P(VDF-TrFE)80/20mol%膜在200MV·m-1电场下的Ps和Pr分别达到15.1 μC·cm-2和11.4 μC·cm-2。4)采用断铅声发射传感器实验对极化后的P(VDF-TrFE)压电膜进行测试,比较了不同组份的压电薄膜对断铅信号的响应,发现P(VDF-TrFE)80/20mol%压电膜获得的电信号幅值最大,平均值达到83.49dB;获得的信号最稳定,幅值的极差只有5dB;其波形的峰值电压也是最大,达到14 mV;峰值频率主要分布在20～40 kHz区间段,频率峰最尖锐,获得的断铅信号中夹杂的噪声也较少。以上结果表明,在选择P(VDF-TrFE)压电膜应用于声发射传感器时,P(VDF-TrFE)80/20mol%膜在结晶、铁电和压电性能上比其他组分的薄膜样品具有优势,因此P(VDF-TrFE)80/20mol%压电膜将更有望成为柔性声发射传感器的核心元件。