[发明专利]一种氟碳压电传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种氟碳压电传感器，其特征在于，包括聚全氟乙丙烯层、复合聚合物层和电极层，其中：

所述复合聚合物层由聚全氟乙丙烯与纤维聚四氟乙烯复合而成，且复合聚合物层的表面均匀间隔设置有多个条状凹槽；

所述聚全氟乙丙烯层夹设在两层复合聚合物层之间，且两层复合聚合物层的条状凹槽相互交叉排列，以组成呈瓦楞结构的复合氟碳聚合物；

所述电极层包括正电极层和负电极层，所述正电极层和所述负电极层分别镀设在复合氟碳聚合物的顶层和底层上。

2.根据权利要求1所述的氟碳压电传感器，其特征在于，所述两层复合聚合物层的条状凹槽的交叉角度为90度。

3.根据权利要求1所述的氟碳压电传感器，其特征在于，所述电极层的材料为银。

4.一种氟碳压电传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、将聚全氟乙丙烯和纤维聚四氟乙烯堆叠，并采用两片平面型第一钢板进行第一次热压，以使聚全氟乙丙烯和纤维聚四氟乙烯复合成片状结构的复合聚合物；

S2、将复合聚合物夹设在两片具有多条凹槽的第二钢板中进行第二次热压，以使复合聚合物表面产生多个间隔设置的条状凹槽；

S3、将片状的聚全氟乙丙烯夹设在两片具有条状凹槽的复合聚合物中间，且两片复合聚合物的条状凹槽相互交叉排列，并采用两片平面型第三钢板在高温下进行第三次热压，以形成呈瓦楞结构的复合氟碳聚合物；

S4、将复合氟碳聚合物进行电晕充电，以产生宏观的两极；

S5、将分别位于放电后的复合氟碳聚合物上下位置的两片复合聚合物作为驻极体，分别镀上电极层，以形成氟碳压电传感器。

5.根据权利要求4所述的氟碳压电传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将聚全氟乙丙烯和纤维聚四氟乙烯堆叠，并采用两片平面型第一钢板进行第一次热压，以使聚全氟乙丙烯和纤维聚四氟乙烯复合成片状结构的复合聚合物具体包括：

所述聚全氟乙丙烯的厚度为50μm，所述纤维聚四氟乙烯的厚度为25μm，孔隙度为60％，第一次热压过程中，温度为120℃，压力为10MPa，热压时间为1～3分钟。

6.根据权利要求4或5所述的氟碳压电传感器及其制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，将复合聚合物夹设在两片具有多条凹槽的第二钢板中进行第二次热压，以使复合聚合物表面产生多个间隔设置的条状凹槽具体包括：

第二次热压过程中，温度为100℃，压力为10MPa，热压时间为1～3分钟。

7.根据权利要求6所述的氟碳压电传感器及其制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，复合聚合物的两面与带有凹槽的钢板之间还设有作为缓冲层的聚二甲基硅氧烷，所述聚二甲基硅氧烷的厚度为500微米。

8.根据权利要求7所述的氟碳压电传感器及其制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，将片状的聚全氟乙丙烯夹设在两片具有条状凹槽的复合聚合物中间，且两片复合聚合物的条状凹槽相互交叉排列，并采用两片平面型第三钢板在高温下进行第三次热压，以形成呈瓦楞结构的复合氟碳聚合物具体包括：

第三次热压过程中，温度为280℃，压力为1MPa，热压时间为3～5分钟。

9.根据权利要求8所述的氟碳压电传感器及其制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，将复合氟碳聚合物进行电晕充电，以产生宏观的两极具体包括：

将复合氟碳聚合物放置于电晕针下，并采用15千伏的高电压进行电晕充电，以产生宏观的两极。

10.根据权利要求9所述的氟碳压电传感器及其制备方法，其特征在于，所述第一次热压所采用的第一钢板、第二次热压所采用的第二钢板以及第三次热压所采用的第三钢板的大小均为5*5cm²。