[發明專利]鐵電駐極體的制備方法、鐵電駐極體、發電機和傳感器

在審

• 申請號: 201810167659.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110148666A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 馬思薇;朱光;范友軍;王中林
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H01L41/113
• 分類號: H01L41/113;H01L41/193
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陸文超;肖冰濱

本發明提供了鐵電駐極體的制備方法、鐵電駐極體、發電機和傳感器，屬于鐵電駐極體的制備技術領域。所述鐵電駐極體的制備方法包括：將柔性基質的預聚物與固化劑充分混合，然后加入壓電材料并充分攪拌，形成混合材料；將犧牲材料加入所述混合材料中并攪拌混合均勻，得到復合材料；對所述復合材料進行固化，得到固化材料；將所述固化材料置于去離子水中充分浸泡，去除所述固化材料中的犧牲材料；以及對去除犧牲材料后的固化材料進行高壓熱極化，得到所述鐵電駐極體。本發明采用柔性基質來制備鐵電駐極體，基于多孔結構形成大偶極的原理，制備形成鐵電駐極體，加工工藝簡單、穩定性高、柔性好，可以進行可彎折扭曲等柔性應用。

技術領域

本發明涉及鐵電駐極體的制備技術，具體地涉及鐵電駐極體的制備方法、鐵電駐極體、發電機和傳感器。

背景技術

柔性能源轉換器和發電機，由于其廣泛的可應用前景，在近些年受到了高度重視。其中，鐵電駐極體由于其能夠將機械能直接轉換為電能，受到了越來越多的關注和研究。常見制備成鐵電駐極體發電機的核心材料為聚丙烯(PP)鐵電駐極體，多孔的PP經過極化過程，孔內上下表面分別帶上正負電荷，宏觀作用類似于形成了大的偶極，進而可以制成直接將機械能轉換成電能的發電機。然而，PP鐵電駐極體雖然具有柔性、質輕等優點，但是其制作條件復雜、缺少彈性。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種鐵電駐極體的制備方法、鐵電駐極體、發電機和傳感器，用于解決傳統鐵電駐極體缺少彈性、穩定性差、加工工藝復雜的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種鐵電駐極體的制備方法，該方法包括：將柔性基質的預聚物與固化劑充分混合，然后加入壓電材料并充分攪拌，形成混合材料；將犧牲材料加入所述混合材料中并攪拌混合均勻，得到復合材料；對所述復合材料進行固化，得到固化材料；將所述固化材料置于去離子水中充分浸泡，去除所述固化材料中的犧牲材料；以及對去除犧牲材料后的固化材料進行高壓熱極化，得到所述鐵電駐極體。

優選地，所述犧牲材料為氯化鈉顆粒。

優選地，加入所述混合材料中的所述犧牲材料與所述復合材料的質量比為0％至30％。

優選地，加入所述混合材料中的所述犧牲材料與所述復合材料的質量比為23.6％。

優選地，所述氯化鈉顆粒的粒徑范圍為100μm至200μm。

優選地，所述壓電材料為鋯鈦酸鉛或不含鉛的壓電材料。

優選地，所述壓電材料的粒徑為0.5μm至1μm。

優選地，在所述加入壓電材料粉末并充分攪拌，形成混合材料的過程中，所述壓電材料與所述混合材料的體積比為0％至30％。

優選地，所述柔性基質為以下中的一者：聚二甲基硅氧烷、硅膠、共聚酯。

相應地，本發明還提供了一種鐵電駐極體，所述鐵電駐極體通過以上所描述的鐵電駐極體的制備方法制成。

相應地，本發明還提供了一種發電機，采用以上所描述的鐵電駐極體。

相應地，本發明還提供了一種傳感器，采用以上所描述的鐵電駐極體。

通過上述技術方案，本發明采用柔性基質來制備鐵電駐極體，基于多孔結構形成大偶極的原理，制備形成鐵電駐極體，加工工藝簡單、穩定性高、柔性好，可以進行可彎折扭曲等柔性應用。

本發明實施例的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明實施例的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明實施例，但并不構成對本發明實施例的限制。在附圖中：

圖1是本發明提供的鐵電駐極體的制備方法的流程圖；