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Influence of Build Orientation on Additively Manufactured Polyvinylidene Fluoride with Electrical Poling for Strain Sensing and Energy Harvesting Applications

  • 2025
  • OriginalPaper
  • Buchkapitel
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Abstract

Dieses Kapitel befasst sich mit der Herstellung von Dehnungssensoren auf Basis von Polyvinylidenfluorid (PVDF) unter Verwendung der additiven Materialextrusion, wobei der Schwerpunkt auf den Auswirkungen unterschiedlicher Bauausrichtungen (0 °, 45 ° und 90 °) und Polungsmethoden (Kontakt- und Koronapoling) auf die mechanischen und piezoelektrischen Eigenschaften des Materials liegt. Die Studie bestätigt die erfolgreiche Bildung und Verstärkung der β-Phase, die für die piezoelektrischen Eigenschaften von PVDF entscheidend ist, wobei der Koronapoling eine höhere Polspannung und einen signifikanten Anstieg des β-Phasengehalts aufweist. Mechanische Tests ergaben, dass die 45 ° -Druckorientierung die höchste Zugfestigkeit und Young's Modul ergibt, während die 0 ° -Orientierung die maximale Bruchdehnung aufweist, was auf eine bessere Flexibilität hindeutet. Elektromechanische Tests unter einer Dehnungsbelastung von 20% zeigen, dass die 0 ° -Orientierung in Kombination mit der Corona-Polung die höchste Ausgangsspannung und den höchsten Kurzschlussstrom liefert, was ihr Potenzial für Dehnungsmessungen und Energy-Harvesting-Anwendungen unterstreicht. Die überlegene Leistung des PVDF-Sensors mit 0 ° -Orientierung und Corona-Polung legt seine Eignung für die Integration in verschiedene flexible elektronische und strukturelle Gesundheitsüberwachungssysteme nahe.

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Titel
Influence of Build Orientation on Additively Manufactured Polyvinylidene Fluoride with Electrical Poling for Strain Sensing and Energy Harvesting Applications
Verfasst von
A. Dinesh Kumar
N. Arunachalam
R. Jayaganthan
Copyright-Jahr
2025
Verlag
Springer Nature Singapore
DOI
https://doi.org/10.1007/978-981-96-9513-3_24
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