[发明专利]压电纤维复合层及其制备方法

权利要求书

1.一种压电纤维复合层，其特征在于，包括多根聚合物纤维，多根所述聚合物纤维按照宽度递增的顺序堆叠，相邻所述聚合物纤维之间设置有压电纤维，其中，各根所述压电纤维与各根所述聚合物纤维的长度和厚度均相同。

2.根据权利要求1所述的压电纤维复合层，其特征在于，所述聚合物纤维的宽度范围为10-2000μm，所述聚合物纤维的宽度递增量的范围为10-500μm。

3.根据权利要求1所述的压电纤维复合层，其特征在于，各个所述压电纤维的宽度相同，宽度范围为100-2000μm。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的压电纤维复合层的制备方法，其特征在于，包括：

采用切割法或流延法制备压电陶瓷或压电单晶薄层，获得多个相同长度与宽度的压电薄层；

采用模压法将热固性聚合物制备成厚度不同的聚合物薄层，其中，各个所述聚合物薄层的厚度呈梯度递增，并裁剪各个所述聚合物薄层的长度和宽度与所述压电薄层的长度和宽度一致；

将聚合物薄层自上而下，根据厚度从小到大进行堆叠，在相邻所述聚合物薄层之间插入一层所述压电薄层并对齐，其中，在所述聚合物薄层与所述压电薄层相邻的表面上均匀涂覆有一层聚合物胶液，然后进行固化，获得2-2型柔性梯度压电复合结构；

根据所述压电纤维复合层的厚度需求，将获得的所述2-2型柔性梯度压电复合结构沿堆叠方向进行切割，制备成压电纤维复合层；

其中，所述压电纤维复合层由压电纤维与聚合物纤维交替堆叠而成，且所述聚合物纤维的宽度呈梯度递增，所述聚合物纤维的宽度为相应的所述聚合物薄层的厚度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据对所述2-2型柔性梯度压电复合结构的切割工艺的调节，确定所述压电纤维复合层的厚度。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述压电纤维的宽度相同；

所述方法还包括：

根据所述聚合物纤维的初始宽度、所述压电纤维的宽度、所述聚合物纤维的宽度的递增量和所述压电纤维的总根数，调节所述压电纤维复合层的压电纤维的体积分数；

其中，所述体积分数的计算方式为：

VC=NC×WC(NC+1)×WP0+0.5×ΔWP×NC×(NC+1)+NC×WC]]>

其中，V_C表示所述体积分数，W_P0表示所述聚合物纤维的初始宽度，W_C表示所述压电纤维的宽度，ΔW_P表示所述聚合物纤维的宽度的递增量，N_C表示所述压电纤维的总根数。