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

    Хочешь уникальную работу?

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

    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 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
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 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)