Исследование влияния восстановленного оксида графена на пьезоэлектрические свойства микропилларсов на основе поливинилиденфторида

Парий, Игорь Олегович Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга (НОЦ Б.П. Вейнберга)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Работа посвящена исследованию микропилларсов из поливинилиденфторида с наполнителем и без него, полученных методом микроимпринтинга поверхности полимера с помощью штампа-пластика на основе полидиметилсилоксана и дальнейшей обработки. Восстановленный оксид графена использован в качестве наполнителяя. В ходе работы были использованы следующие методы исследований: сканирующая электронная микроскопия, дифференциальная сканирующая калориметрия, инфракрасная спектроскопия, пьезо-силовая микроскопия.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 12
1 Пьезоэлектрические свойства поливинилиденфторида ………………………………. 15
1.1 Пьезоэлектричество …………………………………………………………………………….. 15
1.2 Физические основы пьезоэлектрического эффекта ………………………………. 15
1.3 Пьезоэлектрические материалы …………………………………………………………… 17
1.4 Применение пьезоэффекта …………………………………………………………………… 22
1.5 Поливинилиденфторид и его пьезоэлектрические свойства ………………….. 23
2 Объекты и методы исследования ………………………………………………………………. 27
2.1 Подготовка микропилларсов ……………………………………………………………….. 27
2.2 Методы исследования………………………………………………………………………….. 29
2.2.1 Сканирующая электронная микроскопия ……………………………………….. 29
2.2.2 Дифференциальная сканирующая калориметрия…………………………….. 30
2.2.3 Инфракрасная спектроскопия…………………………………………………………. 30
2.2.4 Пьезо–силовая микроскопия ………………………………………………………….. 31
3 Полученные экспериментальные результаты …………………………………………….. 38
3.1 Морфология микропилларсов ……………………………………………………………… 38
3.2 Кристалличность …………………………………………………………………………………. 40
3.3 Кристаллическая структура …………………………………………………………………. 41
3.4 Пьезоэлектрический отклик …………………………………………………………………. 43
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 51
4.1 Предпроектный анализ ………………………………………………………………………… 51
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………. 51
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………………………. 52
4.1.3 SWOT–анализ ………………………………………………………………………………… 55
4.2 Инициация проекта ……………………………………………………………………………… 58
4.2.1 Цели и результат проекта ……………………………………………………………….. 59
4.2.2 Организационная структура проекта ………………………………………………. 60
4.3 План проекта……………………………………………………………………………………….. 62
4.4 Бюджет научного исследования …………………………………………………………… 65
4.4.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты ………………… 65
4.4.2 Специальное оборудование для научных работ ………………………………. 66
4.4.3 Основная заработная плата …………………………………………………………….. 67
4.4.4 Дополнительная заработная плата научно–производственного
персонала ………………………………………………………………………………………………. 69
4.4.5 Отчисления на социальные нужды …………………………………………………. 70
4.4.6 Накладные расходы ……………………………………………………………………….. 70
4.5 Реестр рисков проекта …………………………………………………………………………. 72
4.6 Оценка сравнительной эффективности исследования …………………………… 73
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 78
Введение…………………………………………………………………………………………………… 78
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов ……………………… 79
5.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и
вредного воздействия и устранению их влияния на персонал …………………….. 80
5.2.1 Организационные мероприятия ……………………………………………………… 80
5.2.2 Организация рабочего места оператора ПЭВМ ………………………………. 81
5.2.3 Условия безопасной работы …………………………………………………………… 83
5.3 Химическая безопасность ……………………………………………………………………. 85
5.4 Экологическая безопасность………………………………………………………………… 88
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 90
5.5.1 Электробезопасность ……………………………………………………………………… 90
5.5.2 Пожарная и взрывная безопасность ………………………………………………… 93
Заключение ………………………………………………………………………………………………. 96
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 97
Список публикаций ……………………………………………………………………………………… 99
Список литературы ……………………………………………………………………………………. 100
Приложение А …………………………………………………………………………………………… 109
Contents…………………………………………………………………………………………………… 110
Introduction ……………………………………………………………………………………………… 111
1 Preparation of micropillars………………………………………………………………………. 113
2 Materials and methods ……………………………………………………………………………. 116
2.1 Scanning electron microscopy ……………………………………………………………. 116
2.2 Differential Scanning Calorimetry………………………………………………………. 117
2.3 Piezoforce Microscopy ……………………………………………………………………… 119

2.1 Подготовка микропилларсов
2.2 Методы исследования

Дата выдачи задания на выполнение выпускной
квалификационной работы по линейному графику

Задание выдал руководитель:
Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата
звание
Директор НИЦ Сурменев Р.А. к.ф.-м.н.,
ФМиКМ доцент

Данное исследование предполагает работу с высоким напряжением и
вредными химическими веществами (ацетон, диметилформамид). Полученные
результаты раздела «Социальная ответственность» содержат в себе основные
рекомендации и указания, которые следует выполнять при разработке,
изготовлении и исследовании микроструктурированных пленок на основе
ПВДФ. Данные указания возможно в дальнейшем использовать не только при
получении пленок из ПВДФ, но также и при создании любых структур на
основе полимеров.
Заключение

В рамках данной выпускной квалификационной работы были получены
микропилларсы ПВДФ высотой 2±0,2 мкм, 19,5±1,5 мкм за период и средней
шириной 9,5±0,2 мкм с восстановленным оксидом графена методом
импринтинга. для исследования морфологии, кристаллической структуры и
пьезоэлектрических свойств использовались следующие методы:
 сканирующая электронная микроскопия;
 дифференциальная сканирующая калориметрия;
 инфракрасная спектроскопия;
 пьезосиловая микроскопия.
По результатам данного исследования выявлено усиление
пьезоэлектрического отклика микропилларсов ПВДФ, закаленных при –20 ° C,
и микропилларсов с добавлением rGO. На основании полученных результатов
исследований можно сделать следующие выводы:
 добавление rGO и закалка при –20° C не влияют на морфологию
микропилларсов;
 наличие 0.1 мас.% rGO увеличивает степень кристалличности на 15
% по сравнению с микропилларсами из чистого ПВДФ;
 добавление 0.1 мас.% rGO вызвало увеличение содержания β-фазы
в образцах на 3%;
 результаты работы дают качественное представление об усилении
пьезоэлектрического отклика микропилларсов, закаленных при –20°C, и
микропилларсов с rGO. Максимальный пьезоотклик полученных
микропилларсов ПВДФ составил 86 пм /В и 87 пм /В для закаленного чистого
образца ПВДФ и образца с 0.1 мас.% rGO, соответственно. Это значительно
выше по сравнению с |d33eff| отпечатанных ПВДФ микропилларсов (64 пм/В).
Таким образом, основной вклад в увеличение пьезоотклика вносит термическая
обработка образцов;
 пьезоэлектрические свойства усиливаются путем упорядочивания
направления доменов, которое индуцируется в микропилларсах ПВДФ без
приложения напряжения во время синтеза, что является важным
преимуществом подхода, использованного в данной работе.
Подход, использованный в данной работе, позволяет производить
прямую печать или градиентное охлаждение полученных сегнетоэлектрических
структур без каких–либо этапов последующей обработки, которые могут
ухудшить функциональные свойства ПВДФ.
Помимо исследовательской работы было проведено сравнение
экономических затрат, связанных с получением пьезоэлектриков,
представленных в данной работе и имеющихся в мире аналогов. В рамках
данного анализа на основании расчета затрат данного проекта была
произведена оценка сравнительной эффективности проекта с аналогами.
Результаты проведенного исследования могут быть использованы в
микроэлектронике.
Список публикаций

1. Ivanova A.A. et al. Poling and annealing of piezoelectric poly(vinylidene
fluoride) micropillar arrays //Materials Chemistry and Physics. Received: 30
March 2019.
2. Ivanova A.A. et al. Piezoelectric response in hybrid micropillar arrays of
poly(vinylidene fluoride) and reduced graphene oxide // Micro- and Nano-
Fabrication Approaches for Polymers. Received: 8 May 2019.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Исследование структуры и свойств биоинертных сплавов системы Ti-Nb
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Кальций-фосфатные мишени для ВЧ-магнетронного осаждения биосовместимых покрытий
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)