[发明专利]基于石墨烯掺杂的无铅压电复合薄膜超声换能器的制备方法

摘要

本发明属于复合纳米薄膜及换能器领域，具体是一种基于石墨烯掺杂的无铅压电复合薄膜超声换能器的制备方法。解决了传统铅基超声换能器污染环境、输出频带较窄等技术问题。本发明将压电纳米无铅材料，聚二甲基硅氧烷（PDMS）和石墨烯材料结合起来，制备出颗粒分布均一的柔性无铅压电薄膜超声换能器。本发明不仅具有PDMS的柔韧性，同时具有比传统单一无铅压电超声换能器频带宽的性能，在制备无铅复合薄膜超声换能器方面具有很好的应用前景。本发明所提出的无铅复合压电薄膜超声换能器制备过程简单，周期短，成本低廉，无污染，柔韧性好；并且掺杂石墨烯后超声换能器压电性能增强，输出频带宽。

主权项

1.基于石墨烯掺杂的无铅压电复合薄膜超声换能器的制备方法，其特征在于：（1）将压电纳米无铅材料与聚二甲基硅氧烷按质量比0.1~7:10混合，然后再加入石墨烯材料，所述聚二甲基硅氧烷与石墨烯材料的质量比为1~6:200；对上述混合物搅拌1‑1.5小时，获得均匀分散的纳米压电复合溶剂；（2）将硅片吸在甩胶机上，用滴管将所得纳米压电复合溶剂滴在硅片上，甩胶机转速设置500‑2000 r/min，旋转30‑40 s后将甩好薄膜的硅片取下放在培养皿中，再将培养皿放在真空干燥箱中，抽真空后取出培养皿，将硅片上的薄膜揭下来，获得均匀的石墨烯纳米复合压电薄膜；（3）对石墨烯纳米复合压电薄膜施加2000‑3000 V的高压极化15‑20个小时，使压电薄膜中颗粒的电畴沿电场方向整齐排列，得到具有最佳压电性能的无铅纳米复合换能器；（4）将纳米复合换能器两侧分别焊接上电极，并用PET进行封装，即可得到基于石墨烯掺杂的无铅压电复合薄膜超声换能器。