驻极体材料的研究

巴西棕榈蜡是世界上最早的人造驻极体材料。这类材料是极性材料,常以热极化成极，形成的驻极体在室温下呈现髙的电荷储存稳定性。但是蜡类的恪点低,所以使用温度一般不高于50℃，类似于极性聚合物如聚甲基丙稀酸甲酷PMMA，聚氯乙稀PVC和聚偏氟乙稀PVDF等。它们形成的元器件通常体积较大、电荷储存寿命短、机械强度差和工作温度低等，因此,二十世纪60年代以后，被高分子聚合物薄膜所取代。目前在驻极体材料体系中包含了有机高分子聚合物驻极材料、无机驻极材料以及生物驻极体材料。
1)高分子聚合物驻极材料
用作驻极体材料的高分子聚合物主要是指聚烯烃类，包括聚乙烯以及含卤素，烷基和芳香基团的其他一些类似的聚合物，它们都具有良好的驻极体性能和抗环境干扰能力。高分子聚合物材料具有良好的电荷储存性能，容易加工成薄膜，力学性能良好，并且价格低廉，在驻极体传声器、医疗卫生、空气过滤等方面都能看到它们的身影。聚合物薄膜驻极体材料从性质和应用特性上主要分为两大类:一种是绝缘聚合物薄膜材料。如聚三氟氯乙稀PCTFE、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、四氟乙稀和六氟丙稀共聚物FEP和聚乙稀PE等。它们均具有优异的介电性能，如髙的体积电阻和表面电阻率，低介电损耗因数，高介电击穿强度，低吸湿性和透气率，因而其形成的驻极体的电荷储存寿命长。广泛用于传感器、换能器、空气过滤器和仪表(如辖射剂量仪)、高压电缆、微型或小功率的驻极体发电机和马达等。另一种是具有强压电性的聚合物薄膜材料。PVDF具有最高的介电常数(=12)，良好的热稳定性、低介电损耗和髙击穿强度等，它和它的共聚物P(VDF/TrFE)在压电、热电和铁电等方面常常作为重要的传感器和换能器材料。
2)无机驻极体材料
无机驻极体材料通常是硅化合物，例如Si基SiO2和Si基Si基Si3N4/Si2O3为典型的无机驻极体材料。与聚合物薄膜驻极体相比，Si02驻极体构成的换能器或传感器具有寿命长、频率响应宽、抗恶劣环境好和微型化等优点。由于这种驻极体材料的制备和加工工艺与使用半导体技术的微机械加工工艺具有良好的兼容性，所以在实现各类基于驻极体的传感器的微型化、可集成化并最终实现机敏化方面具有十分明显的优势，因此无机驻极材料多应用于微型传感器。
3)生物驻极体材料
生物驻极体有两种，自然界存在的天然生物驻极体和人工合成的生物驻极材料，例如血液、骨骼、皮肤、鳞片和人工合成的蛋白质分子等，驻极体效应是生物体生命活动中的基本特性，研究表明，生物体体内驻极极态的转变会诱发组织的病变，目前生物驻极体在治疗疾病，医疗器械的制造和人工代替器官研究方面已经投入实际应用。