[發明專利]一種壓電復合三維矢量水聽器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110264189.5
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113124997A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王增梅;李銘銘;丁宇星
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08;H01L41/047;H01L41/113;H01L41/27
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種壓電復合三維矢量水聽器，其特征在于，包括球形基座，設置于球形基座上的多個水聽器單元，所述水聽器單元包括外保護層(1)，設置于所述外保護層(1)內的柔性襯底(3)，沉積在柔性襯底(3)上的有機/無機復合壓電纖維薄膜(2)，所述復合壓電纖維薄膜(2)上設有對稱的叉指電極(4)，所述叉指電極(4)上連接有導線(5)。

2.根據權利要求1所述的壓電復合三維矢量水聽器，其特征在于，所述有機/無機復合壓電纖維薄膜(2)內的纖維呈取向排布。

3.根據權利要求1所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，所述有機/無機復合壓電纖維薄膜中的無機材料為BaTiO₃、BZT-BCT、Pb(ZrTiO₃)、PbTiO₃；所述有機材料為PVDF和/或P(VDF-TrFE)。

4.一種制備權利要求1所述壓電復合三維矢量水聽器的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(S1)將無機壓電材料混入有機壓電材料的溶膠中，形成混合溶膠；將混合溶膠在柔性襯底表面上沉積形成有機/無機復合壓電纖維薄膜，并干燥；

(S2)在有機/無機復合纖維膜表面濺射叉指電極；在叉指電極兩端口連接導線，經干燥、去氧化層處理；

(S3)在柔性襯底及有機/無機復合纖維膜的外表面分別涂覆保護層，固化，得到所述水聽器單元；

(S4)將多個水聽器單元安裝于球形基座上，制得所述壓電復合三維矢量水聽器。

5.根據權利要求4所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，所述有機/無機復合壓電纖維薄膜中的無機材料和有機材料的質量比為1:5～1:10。

6.根據權利要求4所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，所述有機/無機復合壓電纖維薄膜中的纖維在所述柔性沉底上呈取向排布。

7.根據權利要求4所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，所述有機/無機復合壓電纖維薄膜的制備方法包括靜電紡絲法、甩絲、吹紡法。

8.根據權利要求4所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，步驟(S4)中，所述球形基座由聚氨酯通過熱澆鑄成型工藝將膠體注入球狀模具中制成。

9.根據權利要求4所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，所述有機/無機復合壓電纖維薄膜中的無機材料為BaTiO₃、BZT-BCT、Pb(ZrTiO₃)、PbTiO₃；所述有機材料為PVDF、P(VDF-TrFE)。

10.根據權利要求4所述的壓電復合三維矢量水聽器的制備方法，其特征在于，所述柔性沉底、有機/無機復合壓電纖維薄膜的厚度均為1-2μm。