專利名稱：一種聚合物功能器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能器件的制造方法，尤其涉及一種聚合物功能器件的制造方法。
背景技術(shù)：
功能器件得到人們?cè)絹?lái)越多的研究和使 用。壓電元件作為一種常用功能器件，其將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的元件，其包括壓電材料層以及位于該壓電材料層兩側(cè)的電極層。當(dāng)在該壓電元件表面施加壓力時(shí)，可在該兩電極層檢測(cè)到相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出。該壓電材料層由具有壓電效應(yīng)的材料制成，現(xiàn)有技術(shù)中較為常用的壓電材料為壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鈦酸鉛及鎬鈦酸鉛等，以及壓電聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)等。聚偏氟乙烯及其共聚物作為最常見的有機(jī)壓電聚合物。由于它們具有良好的柔韌性并易制成大面積的薄膜，因而在音頻和超聲傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、機(jī)電換能器以及熱釋電和光學(xué)器件中具有重要的應(yīng)用前景。但其致動(dòng)能力低下，在150MV/m電場(chǎng)下，其電致伸縮應(yīng)變僅為7%。因此，本領(lǐng)域研究人員希望找到提高電致伸縮應(yīng)變的可以代替聚偏氟乙烯的壓電聚合物，提高壓電器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種聚合物功能器件的制造方法，包括如下步驟準(zhǔn)備壓電聚合物，將該壓電聚合物在160 190°C加熱，使該壓電聚合物受熱分解；將該壓電聚合物材料與粘結(jié)劑以及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；將該漿料涂覆于第一電極層表面，形成第一壓電層；干燥該第一壓電層；在第一壓電層表面涂覆第一過(guò)渡層；在該第一過(guò)渡層表面涂覆離子交換增強(qiáng)層；在離子交換增強(qiáng)層表面涂覆第二過(guò)渡層；將上述漿料涂覆于第二過(guò)渡層表面，形成第二壓電層；干燥該第二壓電層；以及將第二電極層覆蓋于該壓電層表面并相互壓合；其中，第一電極層與第二電極層具有不同的功函數(shù)，離子交換增強(qiáng)層包含離子交換增強(qiáng)材料和納米導(dǎo)電顆粒；離子交換增強(qiáng)材料為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇，納米導(dǎo)電顆粒為碳納米管、石墨烯或金屬納米顆粒；第一過(guò)渡層和第二過(guò)渡層為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇；該壓電聚合物為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
權(quán)利要求
1.一種聚合物功能器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 準(zhǔn)備壓電聚合物，將該壓電聚合物在160 190°C加熱，使該壓電聚合物受熱分解；將該壓電聚合物材料與粘結(jié)劑以及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；將該漿料涂覆于第一電極層表面，形成第一壓電層； 干燥該第一壓電層； 在第一壓電層表面涂覆第一過(guò)渡層； 在該第一過(guò)渡層表面涂覆離子交換增強(qiáng)層； 在離子交換增強(qiáng)層表面涂覆第二過(guò)渡層； 將上述漿料涂覆于第二過(guò)渡層表面，形成第二壓電層； 干燥該第二壓電層；以及 將第二電極層覆蓋于該壓電層表面并相互壓合； 其中，第一電極層與第二電極層具有不同的功函數(shù)； 離子交換增強(qiáng)層包含離子交換增強(qiáng)材料和納米導(dǎo)電顆粒；離子交換增強(qiáng)材料為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇,納米導(dǎo)電顆粒為碳納米管、石墨烯或金屬納米顆粒；第一過(guò)渡層和第二過(guò)渡層為聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或聚乙烯醇； 該壓電聚合物為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
2.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其特征在于，n和m各為5到600的整數(shù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的制造方法，其特征在于，n和m各為10到300的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其特征在于，p為0或I到300的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求I或4所述的制造方法，其特征在于，p為5到150的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其特征在于，X和Z各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6-C 芳香族單元或脂肪族單元。
7.如權(quán)利要求I或6所述的制造方法，其特征在于，X和Z為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C4-C12烴鏈或C4-C12雙氧烷基。
8.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其特征在于，Y為雙氧丁基。
9.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其特征在于，G1,G2, G3和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C1-C6脂肪族基。
10.如權(quán)利要求I或9所述的制造方法’其特征在于，^、^、^和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚合物功能器件的制造方法，包括準(zhǔn)備壓電聚合物，將該壓電聚合物在160～190℃加熱，使該壓電聚合物受熱分解；將該壓電聚合物材料與粘結(jié)劑以及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；將該漿料涂覆于第一電極層表面，形成第一壓電層；干燥該第一壓電層；在第一壓電層表面涂覆第一過(guò)渡層；在該第一過(guò)渡層表面涂覆離子交換增強(qiáng)層；在離子交換增強(qiáng)層表面涂覆第二過(guò)渡層；將上述漿料涂覆于第二過(guò)渡層表面，形成第二壓電層；干燥該第二壓電層；以及將第二電極層覆蓋于該壓電層表面并相互壓合；本發(fā)明以新穎的壓電聚合物材料形成壓電層，其電致伸縮應(yīng)變比現(xiàn)有技術(shù)中常用的壓電聚合物的壓電元件提高5～7％。
文檔編號(hào)H01L41/277GK102969444SQ20121047192
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者梅欣, 張俊 申請(qǐng)人:溧陽(yáng)市生產(chǎn)力促進(jìn)中心