專利名稱：一種在絕緣基板上制造具有離子交換增強(qiáng)層的壓電元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電元件的制造方法。
壓電元件為將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的元件，其包括壓電材料層以及位于該壓電材料層兩側(cè)的電極層。當(dāng)在該壓電元件表面施加壓力時(shí)，可在該兩電極層檢測到相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出。該壓電材料層由具有壓電效應(yīng)的材料制成，現(xiàn)有技術(shù)中較為常用的壓電材料為壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鈦酸鉛及鎬鈦酸鉛等，以及壓電聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)等。
聚偏氟乙烯及其共聚物作為最常見的有機(jī)壓電聚合物。由于它們具有良好的柔韌性并易制成大面積的薄膜，因而在音頻和超聲傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、機(jī)電換能器以及熱釋電和光學(xué)器件中具有重要的應(yīng)用前景。但其致動(dòng)能力低下，在150MV/m電場下，其電致伸縮應(yīng)變僅為7%。因此，本領(lǐng)域研究人員希望找到提高電致伸縮應(yīng)變的可以代替聚偏氟乙烯的壓電聚合物，提高壓電器件的性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種壓電元件的制造方法，其包括如下步驟
準(zhǔn)備壓電聚合物材料，將該壓電聚合物材料在160 190°C條件下加熱使其分解；
將分解后的壓電聚合物材料與粘結(jié)劑及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；
提供絕緣基板，在該絕緣基板表面形成第一電極層；
將該漿料涂附于第一電極層表面，形成第一壓電層，干燥該第一壓電層；
在第一壓電層上涂覆離子交換增強(qiáng)層；
將該漿料涂附于離子交換增強(qiáng)層表面，形成第二壓電層，干燥該第二壓電層；以及
在該第二壓電層表面形成第二電極層；
其中，離子交換增強(qiáng)層包含離子交換增強(qiáng)材料和納米導(dǎo)電顆粒；離子交換增強(qiáng)材料為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇，納米導(dǎo)電顆粒為碳納米管、石墨烯或金屬納米顆粒。
壓電層由壓電聚合物形成，該壓電聚合物為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
背景技術(shù)：
權(quán)利要求
1.一種在絕緣基板上制造具有離子交換增強(qiáng)層的壓電元件的方法，其特征在于，包括如下步驟準(zhǔn)備壓電聚合物材料，將該壓電聚合物材料在160 190°C條件下加熱使其分解；將分解后的壓電聚合物材料與粘結(jié)劑及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；提供絕緣基板，在該絕緣基板表面形成第一電極層；將該漿料涂附于第一電極層表面，形成第一壓電層，干燥該第一壓電層；在第一壓電層上涂覆離子交換增強(qiáng)層；將該漿料涂附于離子交換增強(qiáng)層表面，形成第二壓電層，干燥該第二壓電層；以及在該第二壓電層表面形成第二電極層；其中，離子交換增強(qiáng)層包含離子交換增強(qiáng)材料和納米導(dǎo)電顆粒；離子交換增強(qiáng)材料為氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇,納米導(dǎo)電顆粒為碳納米管、石墨烯或金屬納米顆聚粒壓電層由壓電聚合物形成，該壓電聚合物為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，η和m各為5到600的整數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，η和m各為10到300的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，P為O或I到300的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，P為5到150的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，X和Z各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6-C 族單元或脂肪族單元。
7.如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，X和Z為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C4-C12烴鏈或C4-C12雙氧烷基。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，Y為雙氧丁基。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于,GpG2WjPG4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C1-C6 脂肪族基。
10.如權(quán)利要求1或9所述的方法’其特征在于，^、^、^和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。芳香
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在絕緣基板上制造具有離子交換增強(qiáng)層的壓電元件的方法，包括準(zhǔn)備壓電聚合物材料，將該壓電聚合物材料在160～190℃條件下加熱使其分解；將分解后的壓電聚合物材料與粘結(jié)劑及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；提供絕緣基板，在該絕緣基板表面形成第一電極層；將該漿料涂附于第一電極層表面，形成第一壓電層，干燥該第一壓電層；在第一壓電層上涂覆離子交換增強(qiáng)層；將該漿料涂附于離子交換增強(qiáng)層表面，形成第二壓電層，干燥該第二壓電層；以及在該第二壓電層表面形成第二電極層；本發(fā)明以新穎的壓電聚合物材料形成壓電層，其電致伸縮應(yīng)變比現(xiàn)有技術(shù)中常用的壓電聚合物的壓電元件提高4～6％。
文檔編號(hào)H01L41/45GK103000802SQ20121047258
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者梅欣, 張俊 申請(qǐng)人:溧陽市生產(chǎn)力促進(jìn)中心