[发明专利]一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺在审

专利信息
申请号: 202210989557.7 申请日: 2022-08-18
公开(公告)号: CN115431572A 公开(公告)日: 2022-12-06
发明(设计)人: 管涛;刘浩;周长阳 申请(专利权)人: 三三智能科技(日照)有限公司
主分类号: B29D7/01 分类号: B29D7/01;B29C41/12;B29C55/04;B29C71/02;B29C71/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 276800 山东省日照*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 能够 提升 压电 系数 薄膜 退火 工艺
【权利要求书】:

1.一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于,包括以下步骤:

S1、基液制备,将PVDF原料颗粒研磨成的PVDF粉末过筛后放入对应装有溶剂的烧杯内,搅拌均匀后,得到基膜溶液;

S2、基膜制备,将得到的基膜溶液放入对应涂膜机内部,完成涂布干燥,得到PVDF基膜;

S3、拉伸处理,对得到的PVDF基膜进行单轴拉伸处理,得到拉伸后的基膜;

S4、退火处理,拉伸后的基膜进行两段式退火处理;

S5、高温高压极化,退火处理后得到的PVDF基膜进行高温高压极化,得到压电薄膜;

S6、成品检验,采用红外光谱分析仪对得到的压电薄膜进行测定分析。

2.根据权利要求1所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于,所述S1基液制备具体包括以下步骤:

S11、原料准备,烧杯清理后,将定量溶剂放入烧杯内,对PVDF原料颗粒研磨成的PVDF粉末进行筛分,并称量指定分量的PVDF粉末;

S12、原料混合,将PVDF粉末放入烧杯内部,采用磁力搅拌方式控制溶液转动,混合均匀后,得到基膜溶液。

3.根据权利要求1所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于,所述S2基膜制备具体包括以下步骤:

S21、基板清理,首先采用硫酸和双氧水混合液煮沸后进行清洗,清洗结束后,用去离子水冲洗,采用氨水、双氧水和去离子水混合液进行清理,用去离子水冲洗,最后采用盐酸、双氧水和去离子水混合液进行清理,采用去离子水冲洗,最后干燥备用;

S22、溶液涂布,将清理后的基板放入涂膜机内,同时将得到的基膜溶液注入涂膜机内部,涂膜机将基膜溶液均匀涂布在基板表面;

S23、干燥,均匀涂布基膜溶液的基板,采用干燥设备进行烘干,最后将干燥得到的PVDF基膜取出。

4.根据权利要求1所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于,所述S3拉伸处理具体包括以下步骤:

S31、将得到的PVDF基膜分割成预定尺寸;

S32、将分割后的PVDF基膜放入拉力机内进行拉伸;

S33、拉伸至预设工艺要求后,保持拉力定型2h。

5.根据权利要求1所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于,所述S4退火处理具体包括以下步骤:

S41、一段退火,拉伸处理后得到的PVDF基膜保持拉力,同时将温度升高至135-150℃,退火时间保持在3h,得到一次退火PVDF基膜;

S42、二段退火,一次退火结束后,控制温度降低至120-126℃,退火时间保持在2.5h,得到二次退火PVDF基膜;

S43、降温冷却,降温过程控制降温速度,降温至25℃,实现冷却,最后将降温后的PVDF基膜取出即可。

6.根据权利要求1所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于,所述S5高温高压极化具体包括以下步骤:

S51、控制极化设备内部温度升高至80℃,气压调节至10-3Pa,对极化设备内部极化夹具进行清理,将退火后的PVDF基膜放入极化设备内;

S52、极化设备工作,对PVDF基膜进行极化,极化场强为100kV/mm;

S53、极化完成后,采用自然冷却至室温,得到压电薄膜。

7.根据权利要求2所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于:所述S12中搅拌速度控制为220r/min,所述基膜溶液浓度控制在5%。

8.根据权利要求3所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于:所述S23中干燥过程温度控制在75℃,烘干过程中干燥设备内部保持湿度在10%,烘干过程持续13h。

9.根据权利要求5所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于:所述S43中降温速度为,3℃/s,2℃/s和0.06℃/s。

10.根据权利要求4所述的一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺,其特征在于:所述S32中拉力机内部温度控制在110℃,拉伸倍率控制为5倍,拉伸过程拉伸速率为2-10mm/min。

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