一种基于惰性保护气体的PVDF压电薄膜极化工艺的制作方法

本发明属于极化工艺，尤其涉及一种基于惰性保护气体的pvdf压电薄膜极化工艺。

背景技术：

1、极化工艺是一种常见的加工工艺，其主要具有诱导各物质的分子间的作用力，产生强力的极化能力，能够改变物质的物理性质，对于pvdf压电薄膜进行加工时，为了提高pvdf压电薄膜的整体质量，需要对pvdf压电薄膜进行极化加工处理。

2、中国专利公开了(cn114373859a)一种压电薄膜的极化方法，在此方法中，将压电薄膜平贴在导电基材的表面，进行第一除泡处理，以去除压电薄膜与导电基材的表面之间的气泡，于进行第一除泡处理后，对压电薄膜进行极化制程。在压电薄膜极化前先进行除泡处理，因此于极化压电薄膜时，可提高压电薄膜的表面的平整性，并可避免压电薄膜被击穿，还可提高压电薄膜的极化均匀性，进而可大幅提升压电薄膜的极化品质与良率，现如今对于压电薄膜的极化工艺中，在加工时，并未使加工环境中充满惰性气体，导致在压电薄膜进行极化加工时，空气中的一些杂质易对于极化加工产生不良的影响，亟待需要一种基于惰性保护气体的pvdf压电薄膜极化工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决现如今对于压电薄膜的极化工艺中，在加工时，并未使加工环境中充满惰性气体，导致在压电薄膜进行极化加工时，空气中的一些杂质易对于极化加工产生不良的影响的问题，而提出的一种基于惰性保护气体的pvdf压电薄膜极化工艺。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于惰性保护气体的pvdf压电薄膜极化工艺，包括如下步骤：

3、s1、将成卷pvdf压电薄膜置于带收放装置的容器内，向容器内置入一定浓度溶液，再收卷取出pvdf压电薄膜；

4、s2、将成卷pvdf压电薄膜置于烘干设备的放卷轴端，牵引置收卷端，进行干燥收卷；

5、s3、取出干燥后的pvdf压电薄膜置于水中，进行冷却；

6、s4、将pvdf压电薄膜重新取出，置于加热装置内，重新对pvdf压电薄膜进行加热升温；

7、s5、取成卷pvdf压电薄膜，置入带收放装置的极化设备机组内，对其施加电压极化一段时间，然后在恒压下自然冷却至室温；

8、s6、取成卷pvdf压电薄膜，置入极化装置内，通入惰性气体，继续对其施加电压极化一段时间，然后在恒压下自然冷却至室温；

9、s7、取成卷pvdf压电薄膜，对其进行裁切，并收存。

10、作为上述技术方案的进一步描述：

11、所述s1中，将成卷pvdf压电薄膜置于带收放装置的容器内，向容器内置入10-15％浓度的二甲基乙酰胺溶液，再收卷取出pvdf压电薄膜。

12、作为上述技术方案的进一步描述：

13、所述s2中，将成卷pvdf压电薄膜置于烘干设备的放卷轴端，牵引置收卷端，使其带有张力，进行80-100℃的干燥收卷。

14、作为上述技术方案的进一步描述：

15、所述s3中，取出干燥后的pvdf压电薄膜置于具有5-8％浓度的醋酸水中，进行冷却。

16、作为上述技术方案的进一步描述：

17、所述s4中，将成卷pvdf压电薄膜重新取出，置于加热装置内，重新对pvdf压电薄膜进行加热升温至80-100℃。

18、作为上述技术方案的进一步描述：

19、所述s5中，取成卷pvdf压电薄膜，置入带收放装置的极化设备机组内，对其施加电压50-70kv/cm条件下极化35-45min，然后在恒压下自然冷却至室温。

20、作为上述技术方案的进一步描述：

21、所述s6中，取成卷pvdf压电薄膜，置入带收放卷的极化装置内，通入惰性气体，继续对其施加电压极化25-35min，然后在恒压下自然冷却至室温，其中，惰性气体为氮气。

22、作为上述技术方案的进一步描述：

23、所述s7中，取pvdf压电薄膜，对其进行裁切，并收存，裁切需要保证各个裁切部分规格一致。

24、本技术还提供了一种高稳定性pvdf压电薄膜的极化工艺，包括如下步骤：

25、步骤a、将pvdf压电薄膜置于10-15％浓度的二甲基乙酰胺溶液中处理后取出，加热至80-100℃干燥30～60min，置于具有5-8％浓度的醋酸水中冷却；

26、步骤b、重新加热至80-100℃处理30～60min后取出，以使得pvdf压电薄膜表面的起伏度不超过2mm；

27、步骤c、置于极化装置中，施加电压50-55kv/cm条件下极化35-45min，恒压下然冷却至室温；

28、步骤d、向极化装置中通入氮气，继续施加电压65-70kv/cm条件下极化25-35min，恒压下然冷却至室温，取出获得所述高稳定性的pvdf压电薄膜极化工艺。

29、作为上述技术方案的进一步描述：步骤d中通入氮气的气压为0.5～2.5bar。

30、可以理解的是，本技术所述起伏度是指薄膜表面的平面内，单位面积内褶皱凸起的最高峰与平面最低处的高度差值。本技术中在二次加热后的pvdf压电薄膜表面的起伏度不超过2mm，是指薄膜表面每平方厘米的区域中，褶皱凸起的最高峰与平面最低处的高度差不超过2mm。

31、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

32、本发明中，该方法通过在内设置有对于pvdf压电薄膜的多个溶液处理过程，同时设置有多次干燥过程，经历过不同的溶液的处理与不同的干燥过程，能够首先对于pvdf压电薄膜的性质产生一定的改变，同时通过在内设置有两次电压极化处理，在第二次电压极化处理时，向反应环境中通入惰性气体，惰性气体由于本身的高稳定性不易与其他反应物质发生反应，因此不会对于薄膜的极化处理产生不良影响，提升极化后的pvdf压电薄膜整体的稳定性。

33、与此同时，可以理解的是，尽管pvdf压电薄膜在宏观上是光滑平整的，但在微观上其表面是凹凸不平的，即存在大量的褶皱凸起，尤其是在薄膜经过拉伸或化学试剂处理后会对薄膜表面的平整度造成较大影响，而薄膜表面的平整度对后续的极化工艺具有重要影响，平整度越高一方面越有利于薄膜极化的均匀性，另一方面还可以使其在极化时不易被附着于薄膜表面的氧气、杂质等影响，进而使得极化的稳定性越好。通常热处理会使得薄膜收缩，易导致薄膜表面出现褶皱，并且极化时较高电压也容易出现收缩导致褶皱，进而不利于平整度的提升。而在本技术中，采用将薄膜在展开后被牵引经过两次溶液处理和两次加热干燥过程，使得pvdf压电薄膜在反复拉伸中尽量避免出现收缩，进而降低褶皱出现的概率，显著提升平整度，相对于传统工艺(起伏度大于5mm)，本技术方法处理的薄膜在极化处理前的起伏度可降低至2mm以下，而极化前显著提升的平整度，使其在极化时极化效果更加均匀，同时，具有低起伏度的薄膜极化时在氮气的保护下，能够进一步减少薄膜表面的杂质尤其是氧气的附着，进而减少杂质或氧气渗入至薄膜内部降低极化效果，进一步提升了pvdf压电薄膜极化效果的稳定性。