專利名稱：一種壓電元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
壓電元件為將壓力轉(zhuǎn)換為電信號的元件，其包括壓電材料層以及位于該壓電材料層兩側(cè)的電極層。當在該壓電元件表面施加壓力時，可在該兩電極層檢測到相對應(yīng)的電信號輸出。該壓電材料層由具有壓電效應(yīng)的材料制成，現(xiàn)有技術(shù)中較為常用的壓電材料為壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鈦酸鉛及鎬鈦酸鉛等，以及壓電聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)等。聚偏氟乙烯及其共聚物作為最常見的有機壓電聚合物。由于它們具有良好的柔韌性并易制成大面積的薄膜，因而在音頻和超聲傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、機電換能器以及熱釋電和光學(xué)器件中具有重要的應(yīng)用前景。但其致動能力低下，在150MV/m電場下，其電致伸 縮應(yīng)變僅為7%。因此，本領(lǐng)域研究人員希望找到提高電致伸縮應(yīng)變的可以代替聚偏氟乙烯的壓電聚合物，提高壓電器件的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種壓電元件的制造方法，包括如下步驟準備壓電聚合物材料，將該壓電聚合物材料在160 190°C條件下加熱使其分解；將分解后的壓電聚合物材料與粘結(jié)劑及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；提供絕緣基板，在該絕緣基板表面形成第一電極層；將該漿料涂附于第一電極層表面，形成壓電層；以及在該壓電層表面形成第二電極層；其中該壓電聚合物為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
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(I)其中n和m各為大于I的整數(shù)；優(yōu)選η和m各為5到600的整數(shù)，更優(yōu)選η和m各為10到300的整數(shù)。P為O或大于I的整數(shù)；優(yōu)選P為O或I到300的整數(shù)，更優(yōu)選P為5到150的整數(shù)。X和Z各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C4-C6tl芳香族單元或脂肪族單元；優(yōu)選各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6-C4tl芳香族單元或脂肪族單元。Y為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C2-C4tl脂肪族單元；優(yōu)選為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3-C2tl脂肪族單元；更優(yōu)選為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C4-C12烴鏈或C4-C12雙氧烷基；更優(yōu)選地，Y為雙
氧丁基。G1, G2, G3和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C1-C12脂肪族基。優(yōu)選地G1' G2, G3和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C1-C6脂肪族基；更優(yōu)選為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基或丙氧基，更優(yōu)選為甲基。本發(fā)明的有益效果是以新穎的壓電聚合物材料形成壓電層，制備得到了新穎的壓電元件。該壓電元件通過具有不同功函數(shù)的金屬與壓電聚合物相互層疊，當受到壓力作用時，該壓電層與第一電極層和第二電極層具有不同的肖特基接觸，從而產(chǎn)生電勢差。該壓電元件的電致伸縮應(yīng)變比以聚偏氟乙烯作為壓電聚合物的壓電元件提高2 5%。
圖I是根據(jù)本發(fā)明的方法制造的包括壓電聚合物的壓電元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的壓電元件及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的包括壓電聚合物的壓電元件的制造方法制成的壓電元件如圖I所示，其包括第一電極層I、壓電層2和第二電極層3，本發(fā)明的壓電元件的制造方法包括以下步驟本發(fā)明還公開了一種壓電元件的制造方法，其包括以下步驟第一，提供壓電聚合物材料，并將該壓電聚合物材料在160 190°C加熱I 5小時，使該壓電聚合物材料受熱分解。壓電層2的材料為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
權(quán)利要求
1.一種包括壓電聚合物的壓電元件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 準備壓電聚合物材料，將該壓電聚合物材料在160 190°C條件下加熱使其分解； 將分解后的壓電聚合物材料與粘結(jié)劑及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料； 提供絕緣基板，在該絕緣基板表面形成第一電極層； 將該漿料涂附于第一電極層表面，形成壓電層；以及 在該壓電層表面形成第二電極層； 該壓電聚合物為具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式(I)的材料；
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，n和m各為5到600的整數(shù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，n和m各為10到300的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，p為0或I到300的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求I或4所述的方法，其特征在于，p為5到150的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，X和Z各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6-C4tl芳香族單元或脂肪族單元。
7.如權(quán)利要求I或6所述的方法，其特征在于，X和Z為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C4-C12烴鏈或C4-C12雙氧烷基。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，Y為雙氧丁基。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于,GpG2WjPG4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C1-C6脂肪族基。
10.如權(quán)利要求I或9所述的方法’其特征在于，^、^、^和G4各為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電元件的制造方法，包括如下步驟準備壓電聚合物材料，將該壓電聚合物材料在160～190℃條件下加熱使其分解；將分解后的壓電聚合物材料與粘結(jié)劑及揮發(fā)性溶劑混合形成漿料；提供絕緣基板，在該絕緣基板表面形成第一電極層；將該漿料涂附于第一電極層表面，形成壓電層；以及在該壓電層表面形成第二電極層。該壓電元件以新穎的壓電聚合物材料形成壓電層，該壓電元件的電致伸縮應(yīng)變比以聚偏氟乙烯作為壓電聚合物的壓電元件提高2～5％。
文檔編號H01L41/45GK102969445SQ201210472450
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者梅欣, 張俊 申請人:溧陽市生產(chǎn)力促進中心