[发明专利]一种能够提升压电系数的压电薄膜退火工艺

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。