[发明专利]一种微机电换能器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微机电换能器及其制备方法，所述微机电换能器包括：固化层，所述固化层上设置有若干个裂纹和若干个压敏元件，所述压敏元件位于所述裂纹的尖端应力场中。由于将压敏元件设置在裂纹的尖端应力场中，并利用微振动时，裂纹受力变形导致裂纹尖端应力场内应力急剧放大，将应力信号高效的转化为电信号，从而提高了微机电换能器的机电转化效率。

技术领域

本发明涉及微能源技术领域，尤其涉及的是一种微机电换能器及其制备方法。

背景技术

基于压敏材料的纳米发电机能够将周围环境运动物体所具有的机械能转化成电能。现有技术中，提高微机电换能器件的机电转化效率主要是通过提高压电材料的压电系数来实现的，但是提高效果甚微。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微机电换能器及其制备方法，旨在解决现有技术中微机电换能器件的机电转化效率低的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种微机电换能器，其中，包括：固化层，所述固化层上设置有若干个裂纹和若干个压敏元件，所述压敏元件位于所述裂纹的尖端应力场中。

所述的微机电换能器，其中，所述压敏元件通过将压电薄膜两侧分别连接电极后封装而成。

所述的微机电换能器，其中，所述压电薄膜采用聚偏氟乙烯、氧化锌、PbTiO₃系压电材料、压电晶体或压电陶瓷中的一种或多种制成。

所述的微机电换能器，其中，所述电极通过将电极材料沉积、蒸镀、溅镀或刷涂在所述压电薄膜上。

所述的微机电换能器，其中，所述电极材料采用铜、银、钛、金、铝、铟锡氧化物、石墨烯或石墨中的一种或多种。

所述的微机电换能器，其中，所述固化层采用环氧树脂、硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种制成。

所述的微机电换能器，其中，所述裂纹的宽度为20-200μm。

所述的微机电换能器，其中，所述固化层上设置有止裂保护层。

所述的微机电换能器，其中，所述止裂保护层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。

一种如上述所述的微机电换能器的微机电换能器的制备方法，其中，包括以下步骤：

在若干个金属片上分别涂覆第一可固化层；

将若干个压敏元件分别贴在第一可固化层的边缘；

将第一可固化层贴有压敏元件的一边竖直放入第二可固化层中；

固化第一可固化层和第二可固化层形成固化层；

去除金属片形成裂纹，得到微机电换能器。

有益效果：由于将压敏元件设置在裂纹的尖端应力场中，并利用微振动时，裂纹受力变形导致裂纹尖端应力场内应力急剧放大，将应力信号高效的转化为电信号，从而提高了微机电换能器的机电转化效率。

附图说明

图1是本发明中微机电换能器的俯视图。

图2是图1中A处的放大图。

图3是本发明中微机电换能器的第一侧视图。

图4是本发明中微机电换能器的第二侧视图。

图5是本发明金属片和第一可固化层的结构示意图。

图6是本发明第一可固化层和压敏元件的结构示意图。