本實(shí)用新型涉及薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分子薄膜極化裝置。

背景技術(shù)：

極化是薄膜材料處理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要目的是使薄膜材料中雜亂取向的分子偶極矩沿著特定方向(如極化電場(chǎng)方向)一致取向，從而使該薄膜材料具有壓電性能。

薄膜極化通常直接將薄膜材料置于電極之間，利用電極產(chǎn)生的高壓電場(chǎng)完成極化，這種方法非常容易將薄膜材料擊穿。特別有些高分子薄膜材料是直接形成在電子器件表面，在高壓電場(chǎng)直接極化還容易因?yàn)楸∧げ牧蠐舸┒鴮?dǎo)致整個(gè)電子器件的損壞，所以成本昂貴。而且由于整個(gè)極化方法生產(chǎn)合格率較低，基本不能大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有薄膜極化生產(chǎn)合格率較低的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種高分子薄膜極化裝置。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題的一技術(shù)方案是提供一種高分子薄膜極化裝置，用于對(duì)原位形成在基底上的高分子薄膜進(jìn)行極化，所述高分子薄膜極化裝置包括X射線發(fā)生器、電場(chǎng)組件、物品承載臺(tái)和第二電勢(shì)控制器；所述X射線發(fā)生器用于提供X射線，所述物品承載臺(tái)接地用于承載待極化的原位形成在基底上的高分子薄膜，并使該待極化高分子薄膜電勢(shì)為零；該電場(chǎng)組件包括一高壓電場(chǎng)端和一低壓電極端，所述高壓電場(chǎng)端位于物品承載臺(tái)上方，所述低壓電極端位于高壓電場(chǎng)端跟物品承載臺(tái)之間；該高壓電場(chǎng)端電勢(shì)比低壓電極端電勢(shì)高；所述第二電勢(shì)控制器用于控制低壓電極端的電勢(shì)；該物品承載臺(tái)上方的環(huán)境氣體可被X射線電離并在該電場(chǎng)組件形成的電場(chǎng)下移動(dòng)并沉積在所述原位形成在基底上的高分子薄膜表面，使所述高分子薄膜內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜的極化。

進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端包括陣列狀針狀電極或線狀電極或平板電極或柵格電極。

進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端與低壓電極端之間的距離大于所述低壓電極端與物品承載臺(tái)之間的距離。

進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端的電勢(shì)為10-50kV，所述低壓電極端的電勢(shì)為5-40kV。

進(jìn)一步的是，所述低壓電極端為柵格電極端或具有貫穿部的平板電極端。

進(jìn)一步的是，所述低壓電極端與物品承載臺(tái)距離為1-10mm。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜極化裝置進(jìn)一步包括用于測(cè)量所述高分子薄膜的薄膜電流的電流感測(cè)器。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜極化裝置進(jìn)一步包括控制處理器，用于接收電流感測(cè)器的薄膜電流數(shù)據(jù)，確定極化終點(diǎn)。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜極化裝置進(jìn)一步包括用于控制高壓電場(chǎng)端電勢(shì)的第一電勢(shì)控制器。

進(jìn)一步的是，所述第一電勢(shì)控制器跟第二電勢(shì)控制器用于調(diào)控高壓電場(chǎng)端與低壓電極端之間的電勢(shì)差為5-30kV。

本實(shí)用新型還提供的一種高分子薄膜極化裝置，采用X射線發(fā)生器提供X射線，物品承載臺(tái)上方的環(huán)境氣體被X射線電離并在該電場(chǎng)組件形成的電場(chǎng)下移動(dòng)并沉積在所述待極化高分子薄膜表面，使所述待極化高分子薄膜內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜的極化。相較于直接在高分子薄膜的上下表面設(shè)置電極，不會(huì)使高分子薄膜直接承受所施加的高壓電場(chǎng)，因此能避免高分子薄膜被擊穿，有效提高極化膜的生產(chǎn)合格率，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；且制得的極化膜具有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)和較長(zhǎng)的使用壽命。此外，在本實(shí)用新型所提供的一種高分子薄膜極化裝置中采用X射線不會(huì)造成環(huán)境污染。所述高分子薄膜極化裝置還包括用于控制低壓電極端的電勢(shì)的第二電勢(shì)控制器，可以隨時(shí)調(diào)整低壓電極端的電勢(shì)，可以在極化過程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，或者是適應(yīng)不同種類的高分子薄膜。

【附圖說明】

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一中高分子薄膜極化方法的流程示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一中高分子薄膜極化方法的原理示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一中高分子薄膜極化方法的薄膜電流的測(cè)試曲線圖。

圖4中(A)為本實(shí)用新型實(shí)施例一中鐵電聚合物薄膜極化前的微觀結(jié)構(gòu)示意圖；(B)為本實(shí)用新型實(shí)施例一中鐵電聚合物薄膜極化后的微觀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5中(A)為本實(shí)用新型實(shí)施例一高分子薄膜極化方法中，極化過程下的鐵電聚合物薄膜的電滯回線(極性-膜內(nèi)電場(chǎng))的示意圖；(B)為極化過程下的巴克豪森噪聲信號(hào)與膜內(nèi)電場(chǎng)之間的關(guān)系示意圖；(C)為極化過程下的極化微晶密度與膜內(nèi)電場(chǎng)之間的關(guān)系示意圖；(D)為極化過程下的薄膜電流與膜內(nèi)電場(chǎng)之間的關(guān)系示意圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例四高分子薄膜極化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

為了使本實(shí)用新型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例一

如圖1所示，一種高分子薄膜極化方法，包括：

步驟S1：提供待極化高分子薄膜并使該薄膜電勢(shì)為零；

步驟S2：在所述待極化高分子薄膜上方提供高電場(chǎng)以及一個(gè)低電場(chǎng)，所述高電場(chǎng)電勢(shì)高于所述低電場(chǎng)的電勢(shì)；

步驟S3：采用X射線電離待極化高分子薄膜上方的環(huán)境氣體并在所述高電場(chǎng)作用下，穿過所述低電場(chǎng)而沉積在所述高分子薄膜表面，使所述高分子薄膜內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜的極化。

本實(shí)用新型所提供的一種高分子薄膜極化方法，利用X射線電離待極化高分子薄膜上方的環(huán)境氣體并在所述高電場(chǎng)作用下，穿過所述低電場(chǎng)而沉積在所述高分子薄膜表面，使所述高分子薄膜內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜的極化。相較于直接在高分子薄膜的上下表面設(shè)置電極，不會(huì)使高分子薄膜直接承受所施加的高壓電場(chǎng)，因此能避免高分子薄膜被擊穿，有效提高極化膜的生產(chǎn)合格率，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；且制得的極化膜具有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)和較長(zhǎng)的使用壽命。此外，在本實(shí)用新型所提供的一種高分子薄膜極化方法中采用X射線不會(huì)對(duì)大氣臭氧層產(chǎn)生破壞，因而不會(huì)造成環(huán)境污染。

本實(shí)用新型所提供的高分子薄膜極化方法的原理示意圖如圖2所示，提供待極化的高分子薄膜103，并使該薄膜電勢(shì)為零。一般來說，如圖中所示，使所述高分子薄膜103接地即可。在所述待極化高分子薄膜103上方提供高電場(chǎng)以及一個(gè)低電場(chǎng)，所述高電場(chǎng)電勢(shì)高于所述低電場(chǎng)的電勢(shì)。所述高電場(chǎng)可以是如圖1中所示，由電勢(shì)源101通過一電勢(shì)釋放件104提供，所述電勢(shì)釋放件104可以是金屬針或者是細(xì)金屬線或者平板電極或者柵格狀電極等。所述低電場(chǎng)可以是如圖1中所示，由格柵105或者是設(shè)有貫穿部的平板提供，比如多根互相平行金屬線且間隔一定距離而形成的平板電極,多根金屬線之間的間隔即形成所述平板狀電極的貫穿部。本實(shí)施例中，低電場(chǎng)采用柵格150提供。所述格柵105設(shè)置在電源釋放件104與高分子薄膜103之間。采用X射線電離待極化高分子薄膜上方的環(huán)境氣體，從而產(chǎn)生帶電離子102，帶電離子102在所述高電場(chǎng)作用下，穿過所述低壓電場(chǎng)也即穿過格柵105而沉積在所述高分子薄膜103表面，使所述高分子薄膜103內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向(即圖中箭頭P所指方向)的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜103的極化。其中，所述格柵105可以確定格柵105所在平面的電勢(shì)，并均勻格柵105所在處的電場(chǎng)，從而保證沉積在所述高分子薄膜103表面的帶電離子102的均勻度。

優(yōu)選地，所述電源釋放件104與格柵105之間的距離大于所述格柵105與高分子薄膜103之間的距離。優(yōu)選地，所述格柵105與高分子薄膜103之間的距離為1-10mm，通過確定格柵105與高分子薄膜103之間的距離，能更好的控制高分子薄膜103內(nèi)所形成的膜內(nèi)電場(chǎng)，使得膜內(nèi)電場(chǎng)處在一個(gè)較高且穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)然，可以理解，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，只需保證所述電源釋放件104與格柵105之間的距離大于所述格柵105與高分子薄膜103之間的距離即可。更好的是，所述電源釋放件104與高分子薄膜103之間的距離為10-500mm，最優(yōu)的是所述電源釋放件104與高分子薄膜103之間的距離為300mm。

優(yōu)選地，所述高電場(chǎng)的電勢(shì)為10-50kV，所述低電場(chǎng)的電勢(shì)為5-40kV，通過確定高電場(chǎng)的電勢(shì)以及低電場(chǎng)的電勢(shì)，能保證極化過程的穩(wěn)定性。在這里需要說明的是，當(dāng)然仍然需要保證高電場(chǎng)的電勢(shì)高于低電場(chǎng)的電勢(shì)，并且優(yōu)選的是，高電場(chǎng)的電勢(shì)比低電場(chǎng)的電勢(shì)高5-30kV。例如，所述高電場(chǎng)的電勢(shì)為40kV，所述低電場(chǎng)的電勢(shì)為12kV；或，所述高電場(chǎng)的電勢(shì)為30kV，所述低電場(chǎng)的電勢(shì)為10kV；或，所述高電場(chǎng)的電勢(shì)為20kV，所述低電場(chǎng)的電勢(shì)為7kV；或，所述高電場(chǎng)的電勢(shì)為15kV，所述低電場(chǎng)的電勢(shì)為5kV。其中，較優(yōu)的是，所述高電場(chǎng)的電勢(shì)為20kV，所述低電場(chǎng)的電勢(shì)為7kV，在該高電場(chǎng)的電勢(shì)及低電場(chǎng)的電勢(shì)下，極化過程的穩(wěn)定性好，所得極化膜的性能好。當(dāng)然，還可以是所述高電場(chǎng)的電勢(shì)及所述低電場(chǎng)的電勢(shì)均為可調(diào)節(jié)的，在極化過程中可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)能達(dá)到更好的控制效果。

在實(shí)際生產(chǎn)中，本實(shí)用新型的極化方法是將所述高分子薄膜原位形成于一基底表面再進(jìn)行極化，從而得到帶有所述極化膜的基底。此點(diǎn)為區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的一大不同，現(xiàn)有技術(shù)的高分子薄膜極化通常是通過采購(gòu)現(xiàn)有的高分子薄膜成品，然后在通過粘附在基底上來進(jìn)行極化。通常，這種成品的高分子薄膜需要先被拉升具有一定應(yīng)力然后再通過粘合在基底上再進(jìn)行極化，此種方法形成的高分子薄膜厚度均在30μm以上，不適應(yīng)現(xiàn)有電子器件輕薄的發(fā)展趨勢(shì)，而且采用這種極化膜的壓電感測(cè)裝置，由于壓電感測(cè)膜太厚，因此分辨率較低。而本實(shí)用新型所提供的高分子薄膜極化方法，所述高分子薄膜為原位形成在一基底上的薄膜，比如通過化學(xué)氣相沉積，物理氣相沉積，涂覆等習(xí)知方式想成在基底表面，因此可以形成厚度很薄的高分子薄膜，基本厚度可以維持在9μm以下。因此，采用這種原位形成的極化膜的壓電感測(cè)裝置，分辨率大大提高。

優(yōu)選地，所述高分子薄膜極化方法進(jìn)一步包括通過監(jiān)測(cè)所述高分子薄膜103內(nèi)由于膜內(nèi)電場(chǎng)而產(chǎn)生的薄膜電流I來確定極化終點(diǎn)?？梢岳斫猓丛O(shè)置一電流傳感器與所述高分子薄膜103相連，即可測(cè)得所述薄膜電流。相較于現(xiàn)有的技術(shù)方案中，對(duì)于每一次極化均經(jīng)過相同的極化時(shí)長(zhǎng)，在制備或生產(chǎn)中僅通過計(jì)時(shí)的方式確定極化終點(diǎn)，這樣導(dǎo)致每次極化后獲得的極化膜性能高低不一，這里所述的性能主要指的是前面所述的壓電效應(yīng)和使用壽命；而在本實(shí)用新型所提供的高分子薄膜極化方法通過監(jiān)測(cè)薄膜電流的變化來確定極化終點(diǎn)，能更好的保證得到壓電效應(yīng)強(qiáng)且使用壽命長(zhǎng)的極化膜，且每次極化后獲得的極化膜性能一致性好。

具體的，測(cè)得的薄膜電流I的曲線如圖3所示，在圖3中以極化時(shí)間t為橫坐標(biāo)，薄膜電流I為縱坐標(biāo)。如圖中所示，在極化過程中，隨著極化時(shí)間的增加，膜內(nèi)電場(chǎng)也在增加，薄膜電流I整體呈逐步增加的趨勢(shì)，并且在極化過程中出現(xiàn)振蕩。因此在監(jiān)測(cè)過程中，獲得薄膜電流I與極化時(shí)間t之間的斜率，當(dāng)斜率出現(xiàn)負(fù)數(shù)時(shí)即進(jìn)入振蕩的區(qū)域，然后當(dāng)斜率保持為正數(shù)且變化不大時(shí)，即可確定為極化終點(diǎn)，也就是圖3中Y點(diǎn)所指示的位置。具體的，可以是當(dāng)連續(xù)獲取的斜率之間的變化量小于1-5％時(shí)，確認(rèn)為極化終點(diǎn)，從而終止極化。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜為鐵電聚合物薄膜，如聚偏二氟乙烯PVDF；聚偏二氟乙烯三氟乙烯PVDF-TrFE，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚四氟乙烯TEFLON等。所述薄膜電流在極化過程中表現(xiàn)出巴克豪森噪聲的振蕩行為特性，也就是在圖3中出現(xiàn)振蕩曲線的部分，圖3中所標(biāo)出的Δt₁的時(shí)間區(qū)段即為受到巴克豪森噪聲影響所體現(xiàn)振蕩行為特性的區(qū)段。因此通過確定巴克豪森噪聲對(duì)薄膜電流的影響，能更為準(zhǔn)確的確定極化終點(diǎn)。具體的，在圖3中在振蕩曲線的部分有一極值點(diǎn)X，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是巴克豪森噪聲信號(hào)最強(qiáng)的時(shí)候，當(dāng)監(jiān)測(cè)到該點(diǎn)時(shí)，可以對(duì)極化終點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而確定極化終點(diǎn)。

在此對(duì)于巴克豪森噪聲的產(chǎn)生以及對(duì)所述薄膜電流的影響做進(jìn)一步解釋。在未極化的鐵電聚合物薄膜中，存在者α相，β相以及非晶結(jié)構(gòu)。極化過程主要是鐵電聚合物薄膜中α相到β相轉(zhuǎn)變的過程。具體的，在微觀結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)的是磁疇極性方向的變化。圖4中(A)為鐵電聚合物薄膜極化前的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，所述鐵電聚合物薄膜的圍觀結(jié)構(gòu)中包括多個(gè)磁疇(未標(biāo)號(hào))和非晶結(jié)構(gòu)604，磁疇之間的過渡層即為疇壁602，在多個(gè)磁疇中的極性方向?yàn)殡S機(jī)的，即如箭頭601、603、606所示。而在極化后，圖4中(B)為鐵電聚合物薄膜極化后的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，各個(gè)磁疇的極性方向發(fā)生改變，極性方向如箭頭605、606、608所示，因此整體上來說極性方向形成了統(tǒng)一，即如虛線箭頭6010所示。在極化過程中磁疇的極性方向發(fā)生改變，從而體現(xiàn)在鐵電聚合物薄膜中從α相到β相的轉(zhuǎn)變，并且疇壁602、607會(huì)發(fā)生移動(dòng)從而產(chǎn)生巴克豪森噪聲，也就會(huì)影響所述薄膜電流。

所述鐵電聚合物薄膜極化后所得的極化膜內(nèi)既有α相也有β相，β相的含量與極化膜的壓電效應(yīng)相對(duì)應(yīng)，當(dāng)β相所占含量為60-70％時(shí)，極化膜即具有較好的壓電效應(yīng)，β相的含量越高極化膜的壓電效應(yīng)越好。然而過度極化會(huì)產(chǎn)生多余的不必要的電荷等，這些多余電荷容易與聚合物表面上的其他電荷重新結(jié)合，從而影響所得極化膜的性能。因此本實(shí)用新型所提供的高分子薄膜極化方法，能避免極化不完全或者過度極化的情況，可以很好的確定極化終點(diǎn)；并且能得到所需的極化膜，這里指的所需的極化膜指的是具有特定的α相和β相含量，即具有特定大小的壓電效應(yīng)的極化膜。對(duì)于應(yīng)用于壓電效應(yīng)的極化膜，則需要盡可能多的把鐵電聚合物薄膜內(nèi)的α相基本都轉(zhuǎn)化為β相。

請(qǐng)一并參閱圖5，對(duì)于巴克豪森噪聲對(duì)極化過程的影響進(jìn)行進(jìn)一步說明。圖5中(A)為極化過程下的鐵電聚合物薄膜的電滯回線(極性-膜內(nèi)電場(chǎng))的示意圖，其中以膜內(nèi)電場(chǎng)E_in-film為橫坐標(biāo)，以極性P為縱坐標(biāo)，曲線71即為起始磁化曲線；圖5中(B)為極化過程下的巴克豪森噪聲信號(hào)與膜內(nèi)電場(chǎng)之間的關(guān)系示意圖，其中巴克豪森噪聲信號(hào)表現(xiàn)可以是電流信號(hào)，也可以是電勢(shì)信號(hào)，本實(shí)施例中采用的是表現(xiàn)為電流信號(hào)的巴克豪森噪聲信號(hào)；圖5中(C)為極化過程下的極化微晶密度與膜內(nèi)電場(chǎng)之間的關(guān)系示意圖；圖5中(D)為極化過程下的薄膜電流與膜內(nèi)電場(chǎng)之間的關(guān)系示意圖。在圖5中橫坐標(biāo)均為膜內(nèi)電場(chǎng)E_in-film，且相對(duì)應(yīng)。

對(duì)比圖5中(A)、(B)，可明確得知當(dāng)鐵電薄膜內(nèi)疇壁發(fā)生移動(dòng)時(shí)，也就是α相開始轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪鄷r(shí)，也即巴克豪森噪聲開始出現(xiàn)時(shí)，所述起始磁化曲線出現(xiàn)振蕩；同時(shí)可一起對(duì)比圖5中(D)，同樣的當(dāng)巴克豪森噪聲開始出現(xiàn)時(shí)，所述薄膜電流曲線才出現(xiàn)振蕩區(qū)域72。隨著極化過程的進(jìn)行，疇壁移動(dòng)接近完成時(shí)，此時(shí)巴克豪森噪聲達(dá)到極值，即出現(xiàn)圖5中(B)所示的尖峰時(shí)，是與圖3中X所在的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。因此，在極化過程中當(dāng)確定巴克豪森噪聲出現(xiàn)尖峰時(shí)，可以對(duì)極化終點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過預(yù)測(cè)能避免較早或較遲就停止極化，保證所得極化膜的高性能。在圖5中E_op即為最佳的極化終點(diǎn)，并且進(jìn)一步將圖5中(C)加入對(duì)比，隨著膜內(nèi)電場(chǎng)E_in-film的增加，所述高分子薄膜的極化微晶密度也在逐步增加，該極化微晶密度可以反映所得極化膜的性能。也即在最佳極化終點(diǎn)時(shí)，微晶密度基本恒定，也即鐵電聚合物薄膜的極化基本完成，疇壁移動(dòng)也基本完成，此時(shí)極化膜特性最好，也即壓電效應(yīng)和使用壽命最佳。

實(shí)施例二

本實(shí)用新型還提供一種極化膜，采用實(shí)施例一中所提供的高分子薄膜極化方法制備得到。如實(shí)施例一中所述，本實(shí)用新型所提供的極化膜具有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)和較長(zhǎng)的使用壽命。并且因?yàn)樗鰳O化膜為高分子薄膜，如鐵電聚合物薄膜，在基底表面原位形成后極化而成，故極化膜厚度小于9μm，降低包含此種極化膜器件的整體厚度，更能滿足市場(chǎng)的需求。

實(shí)施例三

本實(shí)用新型還提供一種電子器件，其包括基底以及原位形成于所述基底上的極化膜。由于所述極化膜具有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)，有效拓寬該電子器件的應(yīng)用并增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)力。具有壓電效應(yīng)的電子器件廣泛應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域，并且會(huì)應(yīng)用到手機(jī)、平板電腦等通訊設(shè)備中。由于該極化膜的厚度小于9μm，更為適應(yīng)現(xiàn)在通訊設(shè)備輕薄化的趨勢(shì)。

實(shí)施例四

如圖5所示，本實(shí)用新型還提供一種高分子薄膜極化裝置20，用于極化高分子薄膜203，所述高分子薄膜極化裝置20包括X射線發(fā)生器22、電場(chǎng)組件23和物品承載臺(tái)24；所述X射線發(fā)生器用于提供X射線，所述物品承載臺(tái)24接地用于承載待極化高分子薄膜203并使該待極化高分子薄膜203電勢(shì)為零。該電場(chǎng)組件包括一高壓電場(chǎng)端234和一低壓電極端235。所述高壓電場(chǎng)端234位于物品承載臺(tái)24上方，所述低壓電極端235位于高壓電場(chǎng)端234跟待物品承載臺(tái)24之間。該高壓電場(chǎng)端234電勢(shì)比低壓電極端235電勢(shì)高。該物品承載臺(tái)24上方的環(huán)境氣體被X射線電離并在該電場(chǎng)組件23形成的電場(chǎng)下移動(dòng)并沉積在所述待極化高分子薄膜203表面，使所述待極化高分子薄膜203內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜203的極化。

本實(shí)用新型所提供的高分子薄膜極化裝置20，采用X射線發(fā)生器22提供X射線，物品承載臺(tái)24上方的環(huán)境氣體被X射線電離并在該電場(chǎng)組件23形成的電場(chǎng)下移動(dòng)并沉積在所述待極化高分子薄膜203表面，使所述待極化高分子薄膜203內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜的極化。相較于直接在高分子薄膜203的上下表面設(shè)置電極，不會(huì)使高分子薄膜203直接承受所施加的高壓電場(chǎng)，因此能避免高分子薄膜203被擊穿，有效提高極化膜的生產(chǎn)合格率，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；且制得的極化膜具有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)和較長(zhǎng)的使用壽命。此外，在本實(shí)用新型所提供的一種高分子薄膜極化裝置20中采用X射線不會(huì)造成環(huán)境污染。

所述高分子薄膜極化裝置20還包括一殼體21，為所述高分子薄膜203極化提供一封閉空間。該殼體21并不作為本實(shí)用新型的限制，該殼體21可以是盒、箱、桶甚至是一房間均可。

由于利用該高分子薄膜極化裝置20可以實(shí)現(xiàn)原位極化，因此可以在物品承載臺(tái)24上設(shè)置一器件的基底204，所述高分子薄膜203形成于所述基底204表面，即可使得于所述基底204表面的所述高分子薄膜203原位極化。所述設(shè)置高分子薄膜203于基底204表面包括但不限于一般常見的鍍膜方式形成，如化學(xué)氣相沉積法，物理氣相沉積法，浸涂，涂覆等等。本實(shí)用新型的高分子薄膜因?yàn)槭窃恍纬稍诨妆砻?，因此可以形成厚度很薄的高分子薄膜，基本厚度可以維持在9μm以下。

所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)可以由一電勢(shì)源231提供，優(yōu)選地，所述高壓電場(chǎng)端234包括陣列狀針狀電極或線狀電極或平板電極或柵格電極，能保證得到所述的高電場(chǎng)。并且所述高壓電場(chǎng)端234與所述低壓電極端235之間的距離大于所述低壓電極端235與物品承載臺(tái)24之間的距離。

優(yōu)選的，所述低壓電極端235為柵格電極端或具有貫穿部的平板電極端。所述低壓電極端235可以確定低壓電極端235所在平面的電勢(shì)，并均勻低壓電極端235所在處的電場(chǎng)。所述平板電極端上開設(shè)有貫穿部以讓帶電離子通過即可，比如多根互相平行金屬線且間隔一定距離而形成的平板電極,多根金屬線之間的間隔即形成所述平板狀電極的貫穿部。優(yōu)選的是，所述低壓電極端235為柵格電極端，該柵格電極端為網(wǎng)格狀電極，其中優(yōu)選的是，網(wǎng)格狀電極上每個(gè)網(wǎng)格的面積為1-100mm²，也就是說當(dāng)所述網(wǎng)格為正方形時(shí)，所述網(wǎng)格的邊長(zhǎng)為1-10mm。

優(yōu)選地，該低壓電極端235與物品承載臺(tái)24之間的距離為1-10mm，通過確定低壓電極端235與物品承載臺(tái)24之間的距離，能更好的控制高分子薄膜203內(nèi)所形成的膜內(nèi)電場(chǎng)，使得膜內(nèi)電場(chǎng)處在一個(gè)較高且穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)然，進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端234與所述低壓電極端235之間的距離大于所述低壓電極端235與物品承載臺(tái)24之間的距離。其中優(yōu)選的是，所述高壓電場(chǎng)端234與所述物品承載臺(tái)24之間的距離為10-500mm，最優(yōu)的是，所述高壓電場(chǎng)端234與所述物品承載臺(tái)24之間的距離為300mm。

更好的是，所述高分子薄膜極化裝置20還包括用于控制高壓電場(chǎng)端234電勢(shì)的第一電勢(shì)控制器2311，可以理解所述第一電勢(shì)控制器2311與電勢(shì)源231相連，通過控制電勢(shì)源231的電勢(shì)即可控制高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)，因而通過第一電勢(shì)控制器2311可以隨時(shí)調(diào)整高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)，可以在極化過程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，或者是適應(yīng)不同種類的高分子薄膜203。

優(yōu)選的，高分子薄膜極化裝置20還包括用于控制低壓電極端235電勢(shì)的第二電勢(shì)控制器2351，可以隨時(shí)調(diào)整低壓電極端235的電勢(shì)，可以在極化過程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，或者是適應(yīng)不同種類的高分子薄膜203。第一電勢(shì)控制器2311和第二電勢(shì)控制器2351協(xié)同調(diào)控，以控制高壓電場(chǎng)端234即電勢(shì)源231與低壓電極端235之間的電勢(shì)差。

優(yōu)選地，所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)為10-50kV，和低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)為5-40kV。通過確定高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)以及低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)，能保證極化過程的穩(wěn)定性。在這里需要說明的是，當(dāng)然仍然需要保證高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)高于低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)，并且優(yōu)選的是，高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)比低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)高5-30kV。例如，所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)為40kV，所述低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)為12kV；或，所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)為30kV，所述低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)為10kV；或，所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)為20kV，所述低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)為7kV；或，所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)為15kV，所述低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)為5kV。其中，較優(yōu)的是，所述高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)為20kV，所述低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)為7kV，在該高壓電場(chǎng)端234的電勢(shì)及低壓電場(chǎng)端235的電勢(shì)下，極化過程的穩(wěn)定性好，所得極化膜的性能好。

優(yōu)選地，所述高分子薄膜極化裝置20進(jìn)一步包括用于測(cè)量所述高分子薄膜203的薄膜電流的電流感測(cè)器2031，通過監(jiān)測(cè)所述高分子薄膜203的薄膜電流可以確定極化終點(diǎn)。具體的，可以是通過實(shí)時(shí)獲得的薄膜電流的變化，比如斜率變化來進(jìn)行判斷從而終止極化。更優(yōu)選的是，高分子薄膜極化裝置20進(jìn)一步包括控制處理器(圖未示)，用于接收前述電流感測(cè)器2031所監(jiān)測(cè)的薄膜電流數(shù)據(jù)?？梢岳斫猓隹刂铺幚砥鞲娏鞲袦y(cè)器2031可以直接通過數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；也可以采用無線傳輸?shù)姆绞?，如藍(lán)牙或WIFI等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。利用控制處理器可以分析薄膜電流的變化曲線，如利用薄膜電流的斜率變化來準(zhǔn)確的確定極化終點(diǎn)。其原理在實(shí)施例一中已做詳細(xì)說明，在此不再贅述。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型還提供一種高分子薄膜極化裝置，采用X射線發(fā)生器提供X射線，物品承載臺(tái)上方的環(huán)境氣體被X射線電離并在該電場(chǎng)組件形成的電場(chǎng)下移動(dòng)并沉積在所述待極化高分子薄膜表面，使所述待極化高分子薄膜內(nèi)形成沿所述薄膜厚度方向的膜內(nèi)電場(chǎng)，從而完成所述高分子薄膜的極化。相較于直接在高分子薄膜的上下表面設(shè)置電極，不會(huì)使高分子薄膜直接承受所施加的高壓電場(chǎng)，因此能避免高分子薄膜被擊穿，有效提高極化膜的生產(chǎn)合格率，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；且制得的極化膜具有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)和較長(zhǎng)的使用壽命。此外，在本實(shí)用新型所提供的一種高分子薄膜極化裝置中采用X射線不會(huì)造成環(huán)境污染。所述高分子薄膜極化裝置還包括用于用于控制低壓電極端的電勢(shì)的第二電勢(shì)控制器，可以隨時(shí)調(diào)整低壓電極端的電勢(shì)，可以在極化過程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，或者是適應(yīng)不同種類的高分子薄膜。

進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端包括陣列狀針狀電極或線狀電極或平板電極或柵格電極，保證得到所需的高電場(chǎng)。進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端與低壓電極端之間的距離大于所述低壓電極端與物品承載臺(tái)之間的距離。

進(jìn)一步的是，所述高壓電場(chǎng)端的電勢(shì)為10-50kV，所述低壓電極端的電勢(shì)為5-40kV。通過確定高電場(chǎng)及柵格電場(chǎng)的電勢(shì)，使得極化過程的穩(wěn)定性好，所得極化膜的性能好。

進(jìn)一步的是，所述低壓電極端為柵格電極端或具有貫穿部的平板電極端。所述低壓電極端可以確定低壓電極端所在平面的電勢(shì)，并均勻低壓電極端所在處的電場(chǎng)。

進(jìn)一步的是，所述低壓電極端與物品承載臺(tái)距離為1-10mm。能更好的控制高分子薄膜內(nèi)所形成的膜內(nèi)電場(chǎng)，使得膜內(nèi)電場(chǎng)處在一個(gè)較高且穩(wěn)定的狀態(tài)。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜極化裝置進(jìn)一步包括用于測(cè)量所述高分子薄膜的薄膜電流的電流感測(cè)器。通過監(jiān)測(cè)所述高分子薄膜的薄膜電流可以確定極化終點(diǎn)。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜極化裝置進(jìn)一步包括控制處理器，用于接收電流感測(cè)器的薄膜電流數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述薄膜電流的變化確定極化終點(diǎn)。利用控制處理器可以分析薄膜電流的變化曲線，更為準(zhǔn)確的確定極化終點(diǎn)。

進(jìn)一步的是，所述高分子薄膜極化裝置進(jìn)一步包括用于控制高壓電場(chǎng)端電勢(shì)的第一電勢(shì)控制器。可以隨時(shí)調(diào)整電勢(shì)源的電勢(shì)，可以在極化過程中隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，或者是適應(yīng)不同種類的高分子薄膜。

進(jìn)一步的是，所述第一電勢(shì)控制器跟第二電勢(shì)控制器用于調(diào)控高壓電場(chǎng)端與低壓電極端之間的電勢(shì)差為5-30kV。保證極化過程的穩(wěn)定性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的原則之內(nèi)所作的任何修改，等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。