聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，包括以下步骤：步骤一、在聚偏氟乙烯薄膜的一个面上蒸镀厚度为90～100nm的银作为金属电极；步骤二、将镀有金属电极的聚偏氟乙烯薄膜置于加热器内，聚偏氟乙烯薄膜镀有金属电极的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方设置网格电极，再在网格电极上方设置铜电极针；步骤三、将加热器内温度调至50～60℃，并向网格电极通5KV电压，向铜电极针通15KV电压，持续3～5min；步骤四、停止加热和通电，并将极化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器内。采用本发明极化聚偏氟乙烯薄膜，工艺简单，操作便捷，进而能提高聚偏氟乙烯薄膜的制造效率，节省制造成本。
【专利说明】聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜的制造【技术领域】，具体是聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺。
【背景技术】
[0002]PVDF (聚偏氟乙烯)是由偏氟乙烯单体均聚或共聚而成的含氟多功能材料，为线形结晶性聚合物，其结晶度一般在5(Γ70%之间。由于氟碳链的结合能高，具有良好的耐热、耐腐蚀性能，适用的温度范围为-4(T15(TC，能耐氧化剂、酸、碱、盐类以及卤素、芳烃、脂肪族烃类及氯代溶剂的腐蚀和溶胀，具有优异的抗紫外线和耐老化性能，并具有非极性、抗污染等特点，特别是这种材料能溶于极性溶剂中配制成聚合物溶液。与目前常用的无机物压电材料相比(如石英、压电陶瓷类)相比，聚偏氟乙烯还有声阻抗小、频率响应宽、介电常数小、耐冲击性强、便于加工成任意形状等优点。
[0003]PVDF从溶液中或者熔融状态下结晶不具有压电、铁电、热释电等特性。极化是PVDF材料处理中的一个重要环节，主要目的是让铁电体中杂乱取向的分子偶极电矩沿着特定方向(极化电场方向)一致取向，改善和提高PVDF薄膜的压电性、铁电性与热释电特性。现今在聚偏氟乙烯薄膜的极化过程中，工艺复杂，费时费力，这增加了聚偏氟乙烯薄膜的制造成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种操作简便，省时省力，并能提高极化效率的聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺。
[0005]本发明的目的主要通过以下技术方案实现:
聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，包括以下步骤:
步骤一、在聚偏氟乙烯薄膜的一个面上蒸镀厚度为90?10nm的银作为金属电极；步骤二、将镀有金属电极的聚偏氟乙烯薄膜置于加热器内，聚偏氟乙烯薄膜镀有金属电极的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方设置网格电极，再在网格电极上方设置铜电极针，其中，铜电极针下端和网格电极均位于加热器内；
步骤三、将加热器内温度调至50?60°C，并向网格电极通5KV电压，向铜电极针通15KV电压，持续3?5min ；
步骤四、停止加热和通电，并将极化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器内。本发明将制造得到的聚偏氟乙烯薄膜放入干燥器内，能减少空气离子引起的电荷衰减。本发明在铜电极针上加有高压，针端附近的空气将产生电晕电离，使铜电极针与网格电极之间的空气产生脉冲式局部击穿，载流子在电场作用下到达聚偏氟乙烯薄膜表面，依据铜电极针针尖电极的极性，或正或负的离子可以沉积于电介质表面，网格电极的作用使聚偏氟乙烯薄膜内捕获电荷均匀分布，同时能有效地控制聚偏氟乙烯薄膜的电荷密度。
[0006]进一步的，所述聚偏氟乙烯薄膜上银电极的厚度为95nm。
[0007]进一步的，所述网格电极与聚偏氟乙烯薄膜的间距为1.5cm，所述铜电极针与网格电极的间距为3.5cm。
[0008]为屏蔽外场干扰和操作安全起见，所述加热器和铜电极针均设于屏蔽金属丝罩内。
[0009]进一步的，所述加热器内温度为55°C，持续时间为4min。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明在高温强电场下，聚偏氟乙烯薄膜中偶极电荷沿电场方向取向，并在降温后保持取向而产生的极化，改善聚偏氟乙烯薄膜的压电、铁电性能，本发明整体工艺简单，便于实现，通过施加高压能使电荷快速移位，进而能提闻极化效率，节省制造成本。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例
[0012]聚合物PVDF薄膜中的电荷可以分为空间电荷和偶极电荷两类。空间电荷是被捕获在PVDF电介质表面(表面电荷)或体内(体电荷)的带电粒子，也称为捕获电荷。捕获电荷有三个来源:一是电荷从介质外经极化电场的作用，沉积到介质表面或注入到介质表层一定深度，被那里的陷阱所捕获；第二个来源是介质内部杂质离子在极化电场的作用下做宏观位移，移至异号电极近旁的介质层内，被那里的陷阱所捕获；第三，PVDF高聚物电介质，它们的内部结构是不均匀的，由结晶区和非结晶区交错在一起，结晶区通常是一些微小的晶粒，当电流通过介质时，在晶粒两个断面将积聚相反的电荷，积聚的电荷为界面上的陷阱所捕获，形成与取向极化类似的极化。
[0013]聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，包括以下步骤:步骤一、在聚偏氟乙烯薄膜的一个面上蒸镀厚度为90?10nm的银作为金属电极；步骤二、将镀有金属电极的聚偏氟乙烯薄膜置于加热器内，聚偏氟乙烯薄膜镀有金属电极的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方设置网格电极，再在网格电极上方设置铜电极针，其中，铜电极针下端和网格电极均位于加热器内，铜电极针和加热器均位于屏蔽金属丝罩内；步骤三、将加热器内温度调至50?60°C，并向网格电极通5KV电压，向铜电极针通15KV电压，持续3?5min ;步骤四、停止加热和通电，并将极化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器内。本实施例中聚偏氟乙烯薄膜上银电极的厚度优选为95nm。网格电极与聚偏氟乙烯薄膜的间距为1.5cm，铜电极针与网格电极的间距为3.5cm。本实施例中加热器内温度优选为55°C，持续时间优选为4min。
[0014]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、在聚偏氟乙烯薄膜的一个面上蒸镀厚度为90?10nm的银作为金属电极； 步骤二、将镀有金属电极的聚偏氟乙烯薄膜置于加热器内，聚偏氟乙烯薄膜镀有金属电极的一面向下并接地，在聚偏氟乙烯薄膜上方设置网格电极，再在网格电极上方设置铜电极针，其中，铜电极针下端和网格电极均位于加热器内； 步骤三、将加热器内温度调至50?60°C，并向网格电极通5KV电压，向铜电极针通15KV电压，持续3?5min ； 步骤四、停止加热和通电，并将极化后的聚偏氟乙烯薄膜取出放入干燥器内。
2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，其特征在于，所述聚偏氟乙烯薄膜上银电极的厚度为95nm。
3.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，其特征在于，所述网格电极与聚偏氟乙烯薄膜的间距为1.5cm，所述铜电极针与网格电极的间距为3.5cm。
4.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，其特征在于，所述加热器和铜电极针均设于屏蔽金属丝罩内。
5.根据权利要求1?4中任意一项所述的聚偏氟乙烯薄膜的极化工艺，其特征在于，所述加热器内温度为55°C，持续时间为4min。
【文档编号】H01L41/45GK104425704SQ201310406937
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】龚伶 申请人:龚伶