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压电聚合物元件及其制备方法和装置制造方法及图纸

技术编号:8686985 阅读:201 留言:0更新日期:2013-05-09 06:27
描述了一种诸如纤维或膜的压电聚合物元件,具有实心的横截面和基本均匀的组分。还描述了一种形成该压电聚合物元件的方法。所述方法包括挤出聚合物材料并同时使挤出的材料部分极化的步骤。还描述了一种用于形成该压电聚合物元件的装置,所述装置包括用于由粒状进料挤出聚合物元件的挤出机和用于在挤出的同时横跨上述元件的部分施加电场的一对电极。还描述了一种压电构造,包括插入两个导电层之间的该压电聚合物元件。描述了一种用于将机械能转换成电能的系统,其中上述压电构造的两个导电层中的每一个连接到整流电路的相应端子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及诸如纤维或膜的压电聚合物元件。本专利技术还涉及形成压电聚合物元件的方法和形成压电聚合物元件的装置。本专利技术进一步涉及包括导电层和压电聚合物纤维的压电构造和并入该压电构造的能量转换系统。
技术介绍
压电材料已广泛地用于多种应用中。已经进行了若干尝试将它们用在发电领域,使用陶瓷压电材料取得很小的成功。自从1969年在聚合物中发现压电性以来,已经报道了多种应用类研究。聚合物现在是众所周知的具有约35PC/N的电荷位移系数d33的压电材料的候选。聚合物和聚合物共混物容易熔融挤出成薄膜或纤维。它们具有相对低的熔融温度(例如,聚偏二氟乙烯(PVDF)在约175°C时熔融),从而使它们比陶瓷更容易处理。表现出高压电行为的柔韧的聚合物的可利用性,再加上我们对可再生能源的需求增加,使得现在使用压电材料产生电能成为引人关注的选择。关于作为压电材料的聚合物的以前的工作已经报道了在薄膜或块样品中的发展。聚合物纤维可具有多种潜在的应用,例如传感器、驱动器和能量采集(energy scavenging)装置。当上述纤维以两维结构例如纺织品的形式,或以一维结构例如绳的形式使用时,新能源采集应用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.15 GB 1015399.71.一种形成压电聚合物元件的方法,所述方法包括挤出聚合物材料并同时使挤出的材料部分极化的步骤。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述元件是纤维。3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述元件是膜。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述元件由聚合物粒料的进料挤出。5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述粒料包括具有分散的压电陶瓷颗粒的聚合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述元件从熔融挤出机中挤出。7.根据权利要求6所述的方法,其中,将所述聚合物在所述挤出机的进料螺杆处保持在超过所述聚合物的熔点的第一温度,并在所述挤出机的挤出模头处保持在更高的第二温度。8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述第一温度基本比所述聚合物的熔点高20°C。9.根据权利要求7或8所述的方法,其中,所述第二温度基本比所述聚合物的熔点高30。。。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在极化前将所述部分拉伸横跨一个或多个加热辊。11.根据权利要求10所述的方法,其中,将所述部分加热至所述聚合物的玻璃化转变温度和熔点温度之间的温度。12.根据权利要求10或11所述的方法,其中,将所述部分加热至60°C和90°C之间。13.根据权利要求12所述的方法,其中,将所述部分加热至基本70°C。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在极化前在超过其屈服应力的拉力下拉伸所述部分以使所述部分塑性延伸。15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述部分以至少2: I的伸长比塑性延伸。16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述伸长比是至少3: I。17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述伸长比是至少4: I。18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述伸长比基本上是4: I。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,极化包括横跨所述部分施加0.5MV/m和1.5MV/m之间的电场。20.一种用于形成压电聚合物元件的装置,所述装置包括用于由粒状进料挤出所述聚合物兀件的挤出机和用于在挤出所述兀件的同时横跨所述兀件的部分施加电场的...

【专利技术属性】
技术研发人员:伊莱亚斯·斯奥利斯玛根达帕·L拉维·哈蒂马尼
申请(专利权)人:博尔顿大学
类型:
国别省市:

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