一種聲控擠壓式發電薄膜器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于壓電薄膜發電技術領域，具體地來講為一種聲控擠壓式發電薄膜器件。
【背景技術】
[0002]火車在鐵軌行駛時，車輪與鐵軌存在相互作用，在此過程中，有相當一部分能力消耗，該部分能量可以進行回收，并加以利用。特別是火車在行進間可以發出嗚嗚嗚的轟鳴聲，ZnO納米線可以在大于100分貝的基礎上，靠聲音發電。而當前節能減排的重點在于實現技術節能，由于壓電材料與聲控納米線材料具有優良的特性，國內外對壓電材料與聲控納米線材料的研究較多。因對壓電發電技術的研究較少，故壓電發電技術必將成為未來的發展趨勢，然而壓電材料與聲控納米線材料具有產生電量少，且不連續等難題，發的電很難全部導出，由于傳統導電電極的缺點，消耗了大量壓電材料與聲控納米線材料發出的電。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種聲控擠壓式發電薄膜器件，解決壓電材料結構與聲控材料結構具有產生電量少，且不連續等難題，發的電很難全部導出的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現的，
[0005]參見圖1，本實用新型提供了一種聲控擠壓式發薄膜器件，該器件為從底層到上層依次包括金屬不銹鋼板、第一金屬銀電極、第一導電薄膜、第一 ZnO納米線，偏聚氟乙烯壓電薄膜、第二 ZnO納米線、第二導電薄膜以及第二金屬銀電極。
[0006]進一步地，所述偏聚氟乙稀壓電薄膜的厚度為800nm到1200nm。
[0007]進一步地，所述第一導電薄膜與第二導電薄膜均采用石墨烯導電薄膜。
[0008]進一步地，金屬不銹鋼板的厚度為0.1?1mm。
[0009]本實用新型與現有技術相比，有益效果在于:本實用新型把壓電材料發電技術與聲控材料發電技術使之與超級導體相結合實現發電，另外由于石墨烯超導體的特征，極大程度的導出了所有的電荷，解決了壓電材料與聲控材料發電率低，不易導出等難題。為壓電材料與聲控材料發電，為節能減排作出重大的貢獻。該發電器件具有優異的壓電性能與聲控發電性能，擠壓材料或者聲音大約100分貝就能發電，不受天氣與環境限制，具有潛在的市場空間。而且制備工藝簡單，可實現規模生產。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的層狀結構流程圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0012]參見圖1，一種聲控擠壓式發薄膜器件，該器件為從底層到上層依次包括金屬不銹鋼板1、第一金屬銀電極2、第一導電薄膜3、第一 ZnO納米線4，偏聚氟乙烯壓電薄膜5、第二ZnO納米線6、第二導電薄膜7以及第二金屬銀電極8。其中偏聚氟乙烯壓電薄膜5的厚度為800nm到1200nm。第一導電薄膜3與第二導電薄膜7均采用石墨稀導電薄膜。金屬不銹鋼板I的厚度為0.1?1mm。
[0013]制備過程為:
[0014]將金屬不銹鋼板襯底基片先用用離子水超聲波清洗5分鐘后，用氮氣吹干送入磁控濺射反應室，在8.0 X 10—4Pa真空的條件下，沉積制備第一金屬銀電極。其工藝參數條件是:采用氬氣作為氣體反應源，其氬氣流量為50sccm，反應濺射銀金屬靶材的純度為99.99%,襯底溫度為150 0C，沉積時間為1分鐘。
[0015]采用PECVD技術制備第一石墨烯導電薄膜;其工藝參數條件是:甲烷和氫氣作為混合氣體反應源，按照體積百分比，混合氣體反應源中甲烷和氫氣的比例為:3:2，另外通入其單獨氫氣作為反應源，其甲烷和氫氣作為混合氣體反應源流量為lOOsccm，其單獨氫氣作為反應源流量為50sccm，襯底溫度為100°C，沉積時間為10分鐘。
[0016]制備第一ZnO納米線薄膜材料，其工藝參數條件是:采用氬氣作為氣體反應源，其氬氣流量為50SCCm，反應濺射ZnO靶材的純度為99.99%,襯底溫度為150 °C，沉積時間為10分鐘。
[0017]取出反應樣品制備偏聚氟乙烯(PVDF)薄膜，由偏氟乙烯通過懸浮聚合或乳液聚合而成，反應方程式如下所示:CH2 = CF2-(CH2CF2) n。薄膜厚度為1200nm。
[0018]制備第二ZnO納米線薄膜材料，其工藝參數條件是:采用氬氣作為氣體反應源，其氬氣流量為50SCCm，反應濺射ZnO靶材的純度為99.99%,襯底溫度為150 °C，沉積時間為10分鐘。
[0019]采用PECVD技術制備第二石墨烯導電薄膜;其工藝參數條件是:甲烷和氫氣作為混合氣體反應源，按照體積百分比，混合氣體反應源中甲烷和氫氣的比例為:3:1，另外通入其單獨氫氣作為反應源，其甲烷和氫氣作為混合氣體反應源流量為20sccm，其單獨氫氣作為反應源流量為I Osccm，襯底溫度為100 0C，沉積時間為1分鐘。
[0020]制備第二金屬銀電極，采用磁控濺射制備，其工藝參數條件是:采用氬氣作為氣體反應源，其氬氣流量為60SCCm，反應濺射銀金屬靶材的純度為99.99%，襯底溫度為120°C，沉積時間為10分鐘。
[0021]將實施例中制備樣品在實驗結束后為了分析ZnO納米線薄膜的平整度，對實驗所得的ZnO納米線薄膜進行了 SEM測試分析。制備的ZnO納米線薄膜形貌很平整，晶粒分布很均勻，六角的形狀分布明顯。說明該條件下的ZnO納米線薄膜樣品質量較優異，為后續的聲控發電打下了良好的基礎。然后為了測試其表面粗糙度大小，對其進行了AFM測試分析，測試結果表明其表面均方根平整度在納米數量級別，表明薄膜制備的形貌很優異。為后續薄膜的生長起到了極大的作用。
[0022]將本實施例中的樣品制備成包括機械裝置、壓電振子(實施例中的樣品制備)、聲控裝置、處理電路四個部分的發電裝置。放置于鐵軌適當的位置，機械裝置能有效吸收鐵軌與車輪作用的一部分能量，傳遞給壓電振子，再帶動壓電振子發電，控制裝置在大約100分貝時發電，最后經過處理電路轉化為可利用、可存儲的電能。
[0023]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種聲控擠壓式發電薄膜器件，其特征在于，該器件為從底層到上層依次包括金屬不銹鋼板、第一金屬銀電極、第一導電薄膜、第一 ZnO納米線，偏聚氟乙烯壓電薄膜、第二 ZnO納米線、第二導電薄膜以及第二金屬銀電極。2.按照權利要求1所述的聲控擠壓式發電薄膜器件，其特征在于，所述偏聚氟乙烯壓電薄膜的厚度為800nm到1200nmo3.按照權利要求1所述的聲控擠壓式發電薄膜器件，其特征在于，所述第一導電薄膜與第二導電薄膜均采用石墨烯導電薄膜。4.按照權利要求1所述的聲控擠壓式發電薄膜器件，其特征在于，金屬不銹鋼板的厚度為0.1?Imm0
【專利摘要】本實用新型屬于壓電薄膜發電技術領域，具體地來講為一種聲控擠壓式發電薄膜器件。該器件為從底層到上層依次包括金屬不銹鋼板、第一金屬銀電極、第一導電薄膜、第一ZnO納米線，偏聚氟乙烯壓電薄膜、第二ZnO納米線、第二導電薄膜以及第二金屬銀電極。本實用新型把壓電材料發電技術與聲控材料發電技術使之與超級導體相結合實現發電，另外由于石墨烯超導體的特征，極大程度的導出了所有的電荷，解決了壓電材料與聲控材料發電率低，不易導出等難題。
【IPC分類】H01L41/27, H01L41/113, H01L41/18, H01L41/45, H01L41/083
【公開號】CN205355087
【申請號】CN201620045886
【發明人】高凱征, 宋吉鑫, 于健, 張東, 林數全, 王存旭, 杜世鵬, 劉春忠, 李娜, 何毅
【申請人】遼寧廣告職業學院, 沈陽工程學院
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月18日