聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，包括以下步驟：步驟一、在聚偏氟乙烯薄膜的一個面上蒸鍍厚度為90～100nm的銀作為金屬電極；步驟二、將鍍有金屬電極的聚偏氟乙烯薄膜置于加熱器內(nèi)，聚偏氟乙烯薄膜鍍有金屬電極的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方設(shè)置網(wǎng)格電極，再在網(wǎng)格電極上方設(shè)置銅電極針；步驟三、將加熱器內(nèi)溫度調(diào)至50～60℃，并向網(wǎng)格電極通5KV電壓，向銅電極針通15KV電壓，持續(xù)3～5min；步驟四、停止加熱和通電，并將極化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器內(nèi)。采用本發(fā)明極化聚偏氟乙烯薄膜，工藝簡單，操作便捷，進而能提高聚偏氟乙烯薄膜的制造效率，節(jié)省制造成本。
【專利說明】聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及薄膜的制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]PVDF (聚偏氟乙烯)是由偏氟乙烯單體均聚或共聚而成的含氟多功能材料，為線形結(jié)晶性聚合物，其結(jié)晶度一般在5(Γ70%之間。由于氟碳鏈的結(jié)合能高，具有良好的耐熱、耐腐蝕性能，適用的溫度范圍為-4(T15(TC，能耐氧化劑、酸、堿、鹽類以及鹵素、芳烴、脂肪族烴類及氯代溶劑的腐蝕和溶脹，具有優(yōu)異的抗紫外線和耐老化性能，并具有非極性、抗污染等特點，特別是這種材料能溶于極性溶劑中配制成聚合物溶液。與目前常用的無機物壓電材料相比(如石英、壓電陶瓷類)相比，聚偏氟乙烯還有聲阻抗小、頻率響應(yīng)寬、介電常數(shù)小、耐沖擊性強、便于加工成任意形狀等優(yōu)點。
[0003]PVDF從溶液中或者熔融狀態(tài)下結(jié)晶不具有壓電、鐵電、熱釋電等特性。極化是PVDF材料處理中的一個重要環(huán)節(jié)，主要目的是讓鐵電體中雜亂取向的分子偶極電矩沿著特定方向(極化電場方向)一致取向，改善和提高PVDF薄膜的壓電性、鐵電性與熱釋電特性。現(xiàn)今在聚偏氟乙烯薄膜的極化過程中，工藝復(fù)雜，費時費力，這增加了聚偏氟乙烯薄膜的制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種操作簡便，省時省力，并能提高極化效率的聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝。
[0005]本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，包括以下步驟:
步驟一、在聚偏氟乙烯薄膜的一個面上蒸鍍厚度為90?10nm的銀作為金屬電極；步驟二、將鍍有金屬電極的聚偏氟乙烯薄膜置于加熱器內(nèi)，聚偏氟乙烯薄膜鍍有金屬電極的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方設(shè)置網(wǎng)格電極，再在網(wǎng)格電極上方設(shè)置銅電極針，其中，銅電極針下端和網(wǎng)格電極均位于加熱器內(nèi)；
步驟三、將加熱器內(nèi)溫度調(diào)至50?60°C，并向網(wǎng)格電極通5KV電壓，向銅電極針通15KV電壓，持續(xù)3?5min ；
步驟四、停止加熱和通電，并將極化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器內(nèi)。本發(fā)明將制造得到的聚偏氟乙烯薄膜放入干燥器內(nèi)，能減少空氣離子引起的電荷衰減。本發(fā)明在銅電極針上加有高壓，針端附近的空氣將產(chǎn)生電暈電離，使銅電極針與網(wǎng)格電極之間的空氣產(chǎn)生脈沖式局部擊穿，載流子在電場作用下到達聚偏氟乙烯薄膜表面，依據(jù)銅電極針針尖電極的極性，或正或負的離子可以沉積于電介質(zhì)表面，網(wǎng)格電極的作用使聚偏氟乙烯薄膜內(nèi)捕獲電荷均勻分布，同時能有效地控制聚偏氟乙烯薄膜的電荷密度。
[0006]進一步的，所述聚偏氟乙烯薄膜上銀電極的厚度為95nm。
[0007]進一步的，所述網(wǎng)格電極與聚偏氟乙烯薄膜的間距為1.5cm，所述銅電極針與網(wǎng)格電極的間距為3.5cm。
[0008]為屏蔽外場干擾和操作安全起見，所述加熱器和銅電極針均設(shè)于屏蔽金屬絲罩內(nèi)。
[0009]進一步的，所述加熱器內(nèi)溫度為55°C，持續(xù)時間為4min。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明在高溫強電場下，聚偏氟乙烯薄膜中偶極電荷沿電場方向取向，并在降溫后保持取向而產(chǎn)生的極化，改善聚偏氟乙烯薄膜的壓電、鐵電性能，本發(fā)明整體工藝簡單，便于實現(xiàn)，通過施加高壓能使電荷快速移位，進而能提聞極化效率，節(jié)省制造成本。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例
[0012]聚合物PVDF薄膜中的電荷可以分為空間電荷和偶極電荷兩類?？臻g電荷是被捕獲在PVDF電介質(zhì)表面(表面電荷)或體內(nèi)(體電荷)的帶電粒子，也稱為捕獲電荷。捕獲電荷有三個來源:一是電荷從介質(zhì)外經(jīng)極化電場的作用，沉積到介質(zhì)表面或注入到介質(zhì)表層一定深度，被那里的陷阱所捕獲；第二個來源是介質(zhì)內(nèi)部雜質(zhì)離子在極化電場的作用下做宏觀位移，移至異號電極近旁的介質(zhì)層內(nèi)，被那里的陷阱所捕獲；第三，PVDF高聚物電介質(zhì)，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不均勻的，由結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)交錯在一起，結(jié)晶區(qū)通常是一些微小的晶粒，當(dāng)電流通過介質(zhì)時，在晶粒兩個斷面將積聚相反的電荷，積聚的電荷為界面上的陷阱所捕獲，形成與取向極化類似的極化。
[0013]聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，包括以下步驟:步驟一、在聚偏氟乙烯薄膜的一個面上蒸鍍厚度為90?10nm的銀作為金屬電極；步驟二、將鍍有金屬電極的聚偏氟乙烯薄膜置于加熱器內(nèi)，聚偏氟乙烯薄膜鍍有金屬電極的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方設(shè)置網(wǎng)格電極，再在網(wǎng)格電極上方設(shè)置銅電極針，其中，銅電極針下端和網(wǎng)格電極均位于加熱器內(nèi)，銅電極針和加熱器均位于屏蔽金屬絲罩內(nèi)；步驟三、將加熱器內(nèi)溫度調(diào)至50?60°C，并向網(wǎng)格電極通5KV電壓，向銅電極針通15KV電壓，持續(xù)3?5min ;步驟四、停止加熱和通電，并將極化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器內(nèi)。本實施例中聚偏氟乙烯薄膜上銀電極的厚度優(yōu)選為95nm。網(wǎng)格電極與聚偏氟乙烯薄膜的間距為1.5cm，銅電極針與網(wǎng)格電極的間距為3.5cm。本實施例中加熱器內(nèi)溫度優(yōu)選為55°C，持續(xù)時間優(yōu)選為4min。
[0014]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、在聚偏氟乙烯薄膜的一個面上蒸鍍厚度為90?10nm的銀作為金屬電極； 步驟二、將鍍有金屬電極的聚偏氟乙烯薄膜置于加熱器內(nèi)，聚偏氟乙烯薄膜鍍有金屬電極的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方設(shè)置網(wǎng)格電極，再在網(wǎng)格電極上方設(shè)置銅電極針，其中，銅電極針下端和網(wǎng)格電極均位于加熱器內(nèi)； 步驟三、將加熱器內(nèi)溫度調(diào)至50?60°C，并向網(wǎng)格電極通5KV電壓，向銅電極針通15KV電壓，持續(xù)3?5min ； 步驟四、停止加熱和通電，并將極化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，其特征在于，所述聚偏氟乙烯薄膜上銀電極的厚度為95nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，其特征在于，所述網(wǎng)格電極與聚偏氟乙烯薄膜的間距為1.5cm，所述銅電極針與網(wǎng)格電極的間距為3.5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，其特征在于，所述加熱器和銅電極針均設(shè)于屏蔽金屬絲罩內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的聚偏氟乙烯薄膜的極化工藝，其特征在于，所述加熱器內(nèi)溫度為55°C，持續(xù)時間為4min。
【文檔編號】H01L41/45GK104425704SQ201310406937
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】龔伶 申請人:龔伶