[发明专利]机电材料和包括该机电材料的装置

权利要求书

1.一种机电制品，其包括复合材料，所述复合材料包含：

聚合物；和

至少一个膨胀的微球体，该膨胀的微球体具有包含壳材料的外壳和容纳在所述微球体的外壳内的气体或液体，

其中所述聚合物至少部分地封装所述微球体，并且所述聚合物、所述微球体的壳材料以及容纳在所述微球体中的气体或液体全部具有不同的介电常数

其中所述机电制品具有压电特性或热电特性。

2.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述聚合物是烯类聚合物。

3.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述聚合物包含聚(偏二氟乙烯)。

4.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述至少一个微球体具有约5微米(μm)至约50微米(μm)的未膨胀直径。

5.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述至少一个微球体包含玻璃。

6.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述至少一个微球体包含陶瓷材料。

7.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述壳材料包含聚合物。

8.根据权利要求7所述的机电制品，其中所述至少一个微球体是能够以商品名EXPANCEL商购获得的聚合物型微球体。

9.根据权利要求1所述的机电制品，其中以所述复合材料的总重计，所述复合材料包含少于或等于约70重量％的微球体。

10.根据权利要求9所述的机电制品，其中以所述复合材料的总重量计，所述复合材料包含约30重量％至约40重量％的微球体。

11.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述复合材料还包含增塑剂。

12.根据权利要求1所述的机电制品，其中所述复合材料具有压电特性。

13.根据权利要求12所述的机电制品，其中所述复合材料还包含钛酸钡(BaTiO₃)、锆钛酸铅(PZT)或它们的组合。

14.一种机电装置，其包括：

机电层，所述机电层包含：

聚合物；和

至少一个膨胀的微球体，该膨胀的微球体具有包含壳材料的外壳和容纳在所述外壳内的气体或液体，

其中所述聚合物至少部分地封装所述膨胀的微球体，并且所述聚合物、所述微球体的壳材料和容纳在所述微球体内的气体或液体全部具有不同的介电常数；

第一导电层；和

第二导电层，

其中所述机电层布置在所述第一导电层和所述第二导电层之间并且与所述第一导电层和所述第二导电层二者电连接。

15.根据权利要求14所述的机电装置，其还包括：

第一电触点，该第一电触点电连接至所述第一导电层；

第二电触点，该第二电触点电连接至所述第二导电层；

控制装置，该控制装置电连接至所述第一电触点和所述第二电触点。

16.根据权利要求15所述的机电装置，其中所述控制装置包括计量器、电源或二者。

17.一种制备机电制品的方法，所述方法包括：

通过合并聚合物和多个微球体形成复合组合物，其中所述多个微球体中的每一者具有包含壳材料的外壳和容纳在所述外壳内的气体或液体；

形成所述复合组合物的膜；

加热所述复合组合物的膜以使容纳在所述微球体的外壳内的气体或液体膨胀，从而形成膨胀的微球体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述复合组合物还包含至少一种溶剂，并且所述方法还包括在加热所述膜之前将所述溶剂的至少一部分从所述膜移除。

19.根据权利要求18所述的方法，其中从所述膜移除所述溶剂的至少一部分通过将所述膜在烘箱中加热至低于使容纳在所述微球体的外壳内的气体或液体膨胀的温度的温度来实现。

20.根据权利要求17所述的方法，该方法还包括在加热所述膜之前将所述膜从基底取下。

21.根据权利要求17所述的方法，该方法还包括在加热之后极化所述膜。