[发明专利]压电薄膜及其制备方法和压电薄膜传感器

说明书

本发明涉及一种压电薄膜及其制备方法和压电薄膜传感器。上述压电薄膜的制备方法包括如下步骤：将含有压电聚合物和溶剂的溶液在基底上涂布，得到薄膜，其中，压电聚合物为偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物；将薄膜在122℃～133℃下进行退火处理，得到压电薄膜。上述压电薄膜的制备方法能够得到压电性能好且柔韧性较好的压电薄膜。

技术领域

本发明涉及压电薄膜领域，特别是涉及一种压电薄膜及其制备方法和压电薄膜传感器。

背景技术

PVDF(聚偏氟乙烯)因其优良的压电性能，可以用于制成压电薄膜传感器，即薄膜在按压后可产生相应电荷，基于此原理，压电薄膜应用前景非常广阔。PVDF拥有的许多性能都与其结晶结构密切相关，α晶型是PVDF最普通的结晶形式，在经过高温退火和极化处理后可得到具有很强的压电效应的β相PVDF。

传统方法制成的PVDF压电薄膜存在薄膜易脆裂，无法满足压电薄膜柔韧性的使用需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有良好的压电性能且柔韧性较好的压电薄膜的制备方法。

此外，还提供一种压电薄膜和压电薄膜传感器。

一种压电薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将含有压电聚合物和溶剂的溶液在基底上涂布，得到薄膜，其中，所述压电聚合物为偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物；及

将所述薄膜在122℃～133℃下进行退火处理，得到压电薄膜。

在其中一个实施例中，所述将所述薄膜在122℃～133℃下进行退火处理的步骤为：将所述薄膜在122℃～128℃下进行第一次退火处理不超过1h，然后在130℃下进行第二次退火处理不超过20min。

在其中一个实施例中，所述将所述薄膜在122℃～133℃下进行退火处理的步骤为：将所述薄膜在127℃～133℃下进行退火处理0.5h～4.0h。

在其中一个实施例中，所述将所述薄膜在122℃～133℃下进行退火处理的步骤之后，还包括将退火处理后的所述薄膜进行极化处理的步骤。

在其中一个实施例中，所述极化处理的步骤中，极化电场为5kV～10kV，极化时间大于或等于5分钟。

在其中一个实施例中，所述薄膜的厚度为37μm～43μm。

在其中一个实施例中，所述偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物中，偏氟乙烯和三氟乙烯的摩尔比为80∶20。

在其中一个实施例中，所述将含有压电聚合物和溶剂的溶液在基底上涂布的步骤中，采用狭缝式涂布的方式。

由上述压电薄膜的制备方法制备得到的压电薄膜。

一种压电薄膜传感器，包括上述压电薄膜。

上述压电薄膜的制备方法以压电聚合物为原料进行涂布成膜，然后在122℃～133℃下进行退火处理，使得压电薄膜具有较好的D33值，压电性能较好，且断裂伸长率大于15％，满足压电薄膜对柔韧性的要求。因此，上述压电薄膜的制备方法能够得到具有较好的压电性能和柔韧性的压电薄膜。

附图说明

图1为一实施方式的压电薄膜的制备方法的工艺流程图；

图2为DBP不同添加比例下的薄膜的应力-应变曲线；

图3为实施例1、对比例1和对比例2得到的压电薄膜的退火处理条件与D33值的关系图；

图4-a、图4-b分别为实施例1的压电薄膜经180°弯折前后的对比图；

图5-a、图5-b分别为对比例2的压电薄膜经180°弯折前后的对比图。

具体实施方式