一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器制造技术

本申请公开了一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，涉及压电薄膜技术领域。解决了现有压电聚合物难以应用于极端环境的技术问题。该聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，包括基材层、两个聚合物缓冲层和两个高熵材料层；两个聚合物缓冲层分别位于基材层的两侧，两个高熵材料层分别位于对应的聚合物缓冲层的外侧；基材层采用的材料为聚偏氟乙烯基含氟聚合物。本申请用于提升压电薄膜传感器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及压电薄膜，尤其涉及一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器。

技术介绍

1、压电效应描述了材料中应变与电极化响应的耦合作用：当材料在外力作用下产生均匀形变时，材料的表面会积累与所施加外力成一定比例的极化电荷，此现象被称作正压电效应。当材料在均匀外电场的作用下，产生与外电场强度成线性比例的机械形变，此现象被称作逆压电效应。目前研究较多、应用较为广泛的压电聚合物材料主要为聚偏氟乙烯(pvdf)及其共聚物，具有柔韧性良好、加工性能优良、密度低、阻抗低、压电电压常数高、生物相容性好等优点，在水声测量、压力传感、能源收集、生物医疗等领域具有广泛应用。

2、但是，压电聚合物在实际应用中仍然存在众多问题：1、由于压电聚合物的居里温度较低，因此其难以应用于高温环境；2、长期使用易发生结构断裂、信号感应差；3、耐辐射性能较差；4、高冲击应用环境中使用寿命短；5、容易受到外界电磁干扰。另外，由于现有技术无法同时解决上述所有的技术问题，因此，使得压电聚合物无法应用于众多极端环境。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，解决了现有压电聚合物难以应用于极端环境的技术问题。

2、为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，包括基材层、两个聚合物缓冲层和两个高熵材料层；两个所述聚合物缓冲层分别位于所述基材层的两侧，两个所述高熵材料层分别位于对应的所述聚合物缓冲层的外侧；所述基材层采用的材料为聚偏氟乙烯基含氟聚合物。

3、进一步地，所述聚合物缓冲层复合在所述基材层上；所述高熵材料层复合在所述聚合物缓冲层上。

4、进一步地，所述聚偏氟乙烯基含氟聚合物包括聚偏氟乙烯(pvdf)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(p(vdf-trfe))、聚(偏氟乙烯-四氟乙烯)(p(vdf-tfe))、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(p(vdf-hfp))中的一种。

5、进一步地，所述基材层的厚度为0.01～2mm。

6、进一步地，所述聚合物缓冲层采用的聚合物包括天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶和氯丁橡胶中的一种或多种。

7、进一步地，所述聚合物缓冲层的厚度为0.05～0.5mm。

8、进一步地，所述高熵材料层包括高熵合金层或高熵陶瓷层。

9、进一步地，所述高熵材料层的厚度为0.01～1mm。

10、进一步地，所述聚合物缓冲层通过低温固化成型工艺附着于所述基材层上。

11、进一步地，所述高熵材料层通过物理气相沉积工艺附着于所述聚合物缓冲层上。

12、本申请相比现有技术具有以下有益效果：

13、1、本技术聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器通过高熵材料层将压电薄膜的内部结构进行保护，防止外层破裂导致压电膜受损，同时提供隔热、辐射屏蔽和电磁屏蔽，有助于提高压电薄膜的灵敏度，同时拓展了其在航空航天等领域的应用。另外，通过在压电薄膜表面构建聚合物缓冲层，利用高弹性作为缓冲，使得产生的电信号更加稳定，在高冲击工况下保护压电薄膜以防止断裂，延长使用寿命，适合于极端环境中应用。

14、2、本技术聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器结构简单、成本低、具有良好的经济效益。

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【技术保护点】

1.一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，包括基材层、两个聚合物缓冲层和两个高熵材料层；两个所述聚合物缓冲层分别位于所述基材层的两侧，两个所述高熵材料层分别位于对应的所述聚合物缓冲层的外侧；所述基材层采用的材料为聚偏氟乙烯基含氟聚合物。

2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述聚合物缓冲层复合在所述基材层上；所述高熵材料层复合在所述聚合物缓冲层上。

3.根据权利要求2所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基含氟聚合物包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))、聚(偏氟乙烯-四氟乙烯)(P(VDF-TFE))、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(P(VDF-HFP))中的一种。

4.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述基材层的厚度为0.01～2mm。

5.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述聚合物缓冲层的厚度为0.05～0.5mm。

6.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述高熵材料层包括高熵合金层或高熵陶瓷层。

7.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述高熵材料层的厚度为0.01～1mm。

8.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述聚合物缓冲层通过低温固化成型工艺附着于所述基材层上。

9.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述高熵材料层通过物理气相沉积工艺附着于所述聚合物缓冲层上。

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【技术特征摘要】

1.一种聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，包括基材层、两个聚合物缓冲层和两个高熵材料层；两个所述聚合物缓冲层分别位于所述基材层的两侧，两个所述高熵材料层分别位于对应的所述聚合物缓冲层的外侧；所述基材层采用的材料为聚偏氟乙烯基含氟聚合物。

2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述聚合物缓冲层复合在所述基材层上；所述高熵材料层复合在所述聚合物缓冲层上。

3.根据权利要求2所述的聚偏氟乙烯基压电薄膜传感器，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基含氟聚合物包括聚偏氟乙烯(pvdf)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(p(vdf-trfe))、聚(偏氟乙烯-四氟乙烯)(p(vdf-tfe))、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(p(vdf-hfp))中的一种。

4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：路涛，
申请(专利权)人：陕西德天励成新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：