元件和用于制造元件的方法技术

一种元件包括一对电极，在该对电极之间的中间层，以及至少一层绝缘层。中间层含有包括未配对电子的硅化合物作为材料。中间层是可变形的。形的。形的。

【技术实现步骤摘要】
元件和用于制造元件的方法


[0001]本专利技术涉及一种元件和用于制造该元件的方法。

技术介绍

[0002]迄今为止已经提出了用于将振动转换为电能以有效使用的技术。振动的实例包括诸如道路，桥梁，建筑物和工业机器的结构的振动，诸如汽车，铁路车辆和飞行器的移动体的振动，由人类运动引起的振动，以及环境中常见的环境振动(波浪和风力振动能量)。
[0003]用于将这种振动能量转换为电能的发电方法被广泛地分类为使用电磁感应的发电方法，使用压电元件的发电方法和使用静电感应的发电方法。
[0004]一种使用电磁感应的方法，包括通过振动改变线圈和磁体的相对位置，以及通过在线圈上发生的电磁感应来发电。使用压电元件的方法主要使用陶瓷压电元件。这种方法利用了这样的现象，即当压电元件由于振动而变形时，在压电元件的表面上感应出电荷。
[0005]使用静电感应的方法通常使用半永久地保持电荷的驻极体电介质。驻极体电介质和位于离驻极体电介质一定距离处的电极的相对位置通过振动等改变，由此在电极上静电感应电荷以用于发电。例如，在日本未审查专利申请公开第2017-135775号和日本未审查专利申请公开第2017-126722号中公开了使用这种原理的发电设备。
[0006]为了增加使用静电感应的发电装置的发电量，使电介质更薄以增加相对介电常数r是有利的。已知发电性能随着中间层厚度的减小而改善。
[0007]然而，与树脂等相比，用作中间层的硅橡胶等通常具有极低的撕裂强度。如果使用硅橡胶等作为中间层并且薄地形成中间层以改善发电性能，因此可能出现缺陷。这引起在制造过程中增加初始失败率和低耐久性的问题。
[0008]考虑到上述内容，实现了本专利技术，并且本专利技术的目的是降低制造过程中的初始失败率，并且在薄薄地形成具有低撕裂强度的中间层的情况下提高耐久性。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的一个方面，一种元件包括一对电极，在该对电极之间的中间层，以及至少一层绝缘层。中间层含有包括未配对电子的硅化合物作为材料。中间层是可变形的。
[0010]本专利技术的一个方面提供了一种效果，即如果薄薄地形成具有低撕裂强度的中间层，则可以降低制造过程中的初始失败率，并且可以提高耐久性。
附图说明
[0011]图1是示意性地示出根据实施例的元件的横截面的图；
[0012]图2是示意性地示出元件的变型1的横截面的图；
[0013]图3是示意性地示出元件的变型2的横截面的图；
[0014]图4是示意性地示出元件的变型3的横截面的图；
[0015]图5是示出在用于耐久性评估的弯曲测试仪的操作中的预弯曲状态的示例的图；
和
[0016]图6是显示中间层的ESR测量的实例的图。
[0017]附图用于描述本专利技术的示例性实施例，而不应被解释为限制本专利技术的范围。在各个附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。
具体实施方式
[0018]本说明书描述了一种用于构建模板表示库的系统，代理(例如，机器人代理)可以使用所述模板表示库来与物理环境交互。更具体地，代理可以使用模板表示库来使用模板匹配技术推测感兴趣对象在环境中的位置，并且随后与这些感兴趣对象交互(例如，通过使用机械抓取设备来拾取它们)。
[0019]本文所用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本专利技术。
[0020]如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
[0021]在描述附图中所示的优选实施例时，为了清楚起见，可以采用特定的术语。然而，本专利说明书的公开内容并不旨在限于这样选择的特定术语，并且应当理解，每个特定元件包括具有相同功能，以类似方式操作并实现类似结果的所有技术等同物。
[0022]下面将参考附图详细描述本专利技术的实施例。下面将参考附图详细描述元件的实施例以及用于制造该元件的方法。
[0023]概述
[0024]图1是示意性地示出根据本实施例的元件1的横截面的图。元件1包括第一电极2，第二电极3，中间层4和绝缘层5。第一电极2和第二电极3彼此相对。中间层4位于第一电极2和第二电极3之间并且由橡胶或橡胶组合物制成。绝缘层5位于中间层4和第二电极3之间。换句话说，元件1包括作为上电极的第一电极2，中间层4，绝缘层5和作为下层的第二电极3，它们从上方按顺序堆叠。如图1所示，元件1包括彼此成密切接触的中间层4和绝缘层5。
[0025]元件1可以包括按顺序堆叠的第一电极2，绝缘层5，中间层4和第二电极3。
[0026]元件1还包括适当的其它构件。下面将描述实例。
[0027]图2是示意性地示出元件1的变型1的横截面的图。
[0028]在图2所示的变型1中，元件1包括插入在第一电极2和中间层4之间的隔离物6。尽管未具体示出，但是元件1可以包括插入在第二电极3和绝缘层5之间的隔离物6。
[0029]如果第一电极2，绝缘层5，中间层4和第二电极3以这种顺序堆叠，则元件1可以包括在第二电极3和中间层4之间或在第一电极2和绝缘层5之间的隔离物6。
[0030]膨胀的微胶囊或未膨胀级松本微球(Matsumoto Yushi-Seiyaku有限公司)可用作隔离物6。或者，隔离物6可由硅橡胶制成。具有隔离物6的构造有助于中间层4的分离充电，由此可以改善元件1的静电效应。
[0031]在作为制造后的稳定状态的初始状态中，元件1通常没有表面电荷或内部电荷。如果垂直负载从外部作用在中间层4上，则最初通过隔离物6与中间层4分离的第一电极2重复接触和分离以引起分离充电。
[0032]如果元件1不包括如图1所示的隔离物6，则当元件1在摩擦带电状态下进行弯曲操作时，元件1可以通过电极的移动而产生电压。
[0033]通过使用电子束，紫外线等的能量处理，中间层4被赋予电荷保持缺陷，例如未配对的电子。分离充电的电压将电荷注入到电荷保持缺陷中。所存储的电荷和电极通过外部负载或对其的排斥而移动，由此可产生电力。中间层4可以含有具有未配对电子的粒子。这使得中间层4具有更多的未配对的电子，并且它们是电荷保持机制之一，由此可以维持高发电。
[0034]中间层4含有包括未配对电子的硅化合物作为材料，因此是可变形的。中间层4的实例可以包括硅橡胶，改性硅橡胶和用高能量照射的二氧化硅粉末，例如电子束，γ射线和紫外线。与树脂等相比，用作中间层4的硅橡胶，改性硅橡胶等通常具有极低的撕裂强度。如果使用硅橡胶，改性硅橡胶等作为中间层4，并且为了改善发电性能而薄薄地形成中间层4，则因此可能出现缺陷。为了解决这种问题，在本实施例中，绝缘层5位于与中间层4接触的位置，以降低制造期间的初始失败率并提高耐久性。
[0035]图3是示意性地示出元件1的变型2的横截面的图。
[0036]在图3所示的变型2中，元件1还包括堆叠在第一电极2上的绝缘层7。
[0037]图4是示意性地示出元件1的变型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种元件，其特征在于，包括：一对电极；在所述一对电极之间的中间层，所述中间层含有包括未配对电子的硅化合物作为材料，所述中间层是可变形的；和在所述一对电极之间的至少一层绝缘层。2.根据权利要求1所述的元件，其特征在于，所述绝缘层具有高达或高于所述中间层的弹性模量的六倍的弹性模量。3.根据权利要求1或2所述的元件，其特征在于，所述绝缘层包括在直链或侧链中具有芳环的树脂，并且具有定向。4.根据权利要求1至3中任一项所述的元件，其特征在于，所述中间层含有具有所述未配对电子的粒子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的元件，其特征在于，当使用电子自旋共振(ESR)光谱仪测量时，所述中间层在2.04至1.98的g值之间具有至少一个峰值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的元件，其特征在于，当在-150℃的环境温度下使用电子自旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原智明，名取润一郎，近藤玄章，驹井夕子，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：