CN105140386B - Pvdf夹层材料压电片和该夹层材料压电片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVDF夹层材料压电片，它包括上下两层PVDF压电片，在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有环氧树脂层；或者在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有GFRP薄膜，上层PVDF压电片与GFRP薄膜、GFRP薄膜与下层PVDF之间用环氧树脂粘合，上下两层PVDF压电片的前后两边有两块金属片连接。该夹层材料压电片的制备方法，包括步骤：1、剪裁PVDF压电片，PVDF压电片留有电极凸块；或者再制作GFRP薄膜片；2、将两个PVDF压电片的相对面涂覆环氧树脂层，贴合粘接并固化；或者由PVDF压电片—GFRP薄膜片—PVDF压电片贴合粘接。本发明的优点是：提高了PVDF压电片的压电性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种PVDF夹层材料压电片和该夹层材料压电片的制备方法。
背景技术
近年来，把环境中的能量(如动能、电磁能、热能)转换为电能的能量回收技术受到广泛关注。在能量回收领域，将动能转变成电能的压电技术在研究与实际应用方面有广阔的前景，例如无线传输技术、自供能器件等。目前使用最广泛的压电材料是PZT，然而由于其脆性大并且含有对环境有害的铅元素，因此其进一步应用受到限制，而PVDF及其共聚物则因为无毒、可回收、耐酸腐蚀、柔软性好等优点而成为可能的替代品。
尽管在开发PVDF及其共聚物压电材料方面已经取得一些进展，但其机电耦合常数较低阻碍了该压电材料的推广应用。目前，还没有关于PVDF夹层材料压电片的记载。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种PVDF夹层材料压电片，它与纯PVDF压电片相比，压电性能明显增强。本发明还提供了PVDF夹层材料压电片的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括上下两层PVDF压电片，在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有环氧树脂层或者在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有GFRP薄膜，上层PVDF压电片与GFRP薄膜、GFRP薄膜与下层PVDF之间用环氧树脂粘合，上下两层PVDF压电片的前后两边有两块金属片连接。
本发明还提供的PVDF夹层材料压电片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、剪裁PVDF压电片，PVDF压电片留有电极凸块；或者再制作GFRP薄膜片：将两片GFRP薄膜沿0o方向平行对齐重叠，用聚酰亚胺胶将重叠的两片GFRP薄膜粘合并在热压机下固化，GFRR薄膜完全固化后，剪裁GFRP薄膜片，GFRP薄膜片与PVDF压电片主体尺寸一致；
步骤2、将两个PVDF压电片的相对面涂覆环氧树脂层，贴合粘接并固化；或者用环氧树脂涂覆步骤1制得的GFRP薄膜片两个面，将PVDF压电片的拉伸方向与GFRP薄膜片的纤维方向平行，由PVDF压电片—GFRP薄膜片—PVDF压电片贴合粘接，再用两块金属片从PVDF压电片前后两边连接将上下两层PVDF压电片。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：提高了PVDF压电片的压电性能。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的PVDF压电片平面图；
图2为本发明的GFRP薄膜片平面图；
图3为压电片粘贴图；
图4为压电片开环电压测试设备结构示意图；
图5为压电片开环电压对比图；
图6为压电片的交流测试电路图；
图7为压电片的交流电路回收功率密度对比图；
图8为压电片的直流测试电路图；
图9为压电片的直流电路回收功率密度对比图。
图中：1.压电片；2.激光测距仪；3.铝板；4.永磁铁；5.底座；6.线圈；7.信号发生器；8.放大器；9.示波器；10.环氧树脂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明的PVDF/PVDF夹层材料压电片，包括上下两层PVDF压电片，在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有环氧树脂层。
本发明的PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片，包括上下两层PVDF压电片，在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有GFRP薄膜，上层PVDF压电片与GFRP薄膜、GFRP薄膜与下层PVDF之间用环氧树脂粘合，上下两层PVDF压电片的前后两边有两块金属片连接。
上述PVDF/PVDF夹层材料压电片的制备方法：
步骤1，剪裁PVDF压电片，PVDF压电片留有电极凸块，PVDF压电片如图1所示；
步骤2， 将两片PVDF压电片的一面各涂覆环氧树脂层并固化，将两片PVDF压电片涂覆有环氧树脂层的一面再用环氧树脂粘接，得到PVDF/PVDF夹层材料压电片，环氧树脂在此起到绝缘层的作用，同时也使得PVDF/PVDF夹层的厚度增加。
利用外接导线并联上下两层PVDF压电片。
上述PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片的制备方法：
步骤1，剪裁PVDF压电片，PVDF压电片留有电极凸块，PVDF压电片如图1所示；制作GFRP薄膜片：将两片GRFP薄膜方向对齐，并使用聚酰亚胺胶将GFRP夹层胶片粘和并在热压机下固化，固化过程如下：迅速将GFRP夹层加热到80 oC，并在该温度下保持压强为0.7MPa，时间30 min，再将其加热到130 oC并在该温度下保持压强为0.7 MPa,时间为180 min；剪裁制得GFRP薄膜片，GFRP薄膜片如图2所示；
步骤2，用粘接剂将PVDF压电片粘附到GFRP薄膜片两面，PVDF压电片的拉伸方向与GFRP薄膜片的纤维方向平行，使用两片铜片并联连结上下两层PVDF压电片，制成PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片。
本发明采用Kureha公司的PVDF压电材料，制备所得的PVDF/PVDF夹层材料压电片、PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片和PVDF压电片的厚度如表1：
表1 三种压电片的厚度(mm)
压电片的压电性能测试
剪裁纯PVDF压电片，尺寸与PVDF/PVDF夹层材料压电片、PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片相同，以便对比。
用环氧树脂将制作好的三种类的型压电片粘贴到铝板上，环氧树脂中A成分与B成分的比例为5:3。如图3所示，用环氧树脂10将三块压电片1粘贴在铝板3上，环氧树脂10厚度约0.3 mm，在25℃环境下干燥24小时，对压电片1用导电胶连接导线。
在开环电压测试中，3个样品分别独立测试；
在回收功率密度测试中，3个样品并联测试。
开环电压测试设备如图4所示，它包括激光测距仪2、铝板3、永磁铁4、底座5、线圈6、信号发生器7、放大器8和示波器9，信号发生器7产生一定频率的正弦电流经放大器8放大，激励线圈6，从而作用于永磁铁4. 在激励线圈6和永磁铁4的相互作用下，铝板3末端做上下正弦振动，从而使压电片1产生应变，在压电片1的两端产生电压，输出的电压通过示波器9显示。
压电片的开环电压测试结果如图5所示，PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片是8.22V，PVDF/PVDF夹层材料压电片为8.16 V，PVDF压电片为6.95V。与PVDF压电片相比，PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片和PVDF/PVDF夹层材料压电片分别提高了18%和17%。
压电片的交流测试电路图如图6所示，测得压电片的交流电路回收功率密度对比图如图7所示，PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片的最大回收功率是10.6 μW，PVDF/PVDF夹层材料压电片的最大回收功率为8.48 μW，PVDF压电片的最大回收功率为5.63μW，与PVDF压电片相比，PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片和PVDF/PVDF夹层材料压电片分别提高了88%和51%。
压电片的直流测试电路图如图8所示，测得压电片的直流电路回收功率密度对比图如图9所示，PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片的最大回收功率是6.05 μW，PVDF/PVDF夹层材料压电片的最大回收功率为4.34 μW，PVDF压电片的最大回收功率为3.97 μW，与PVDF压电片相比，PVDF/GFRP/PVDF夹层材料压电片和PVDF/PVDF夹层材料压电片分别提高了52%和9%。
Claims (2)
1.PVDF夹层材料压电片，包括上下两层PVDF压电片，其特征是：在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有环氧树脂层；或者在上层PVDF压电片与下层PVDF压电片之间设有GFRP薄膜，上层PVDF压电片与GFRP薄膜、GFRP薄膜与下层PVDF之间用环氧树脂粘合，上下两层PVDF压电片的前后两边有两块金属片连接。
2.一种根据权利要求1所述的PVDF夹层材料压电片的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、剪裁PVDF压电片，PVDF压电片留有电极凸块；或者再制作GFRP薄膜片：将两片GFRP薄膜沿0o方向平行对齐重叠，用聚酰亚胺胶将重叠的两片GFRP薄膜粘合并在热压机下固化，GFRR薄膜完全固化后，剪裁GFRP薄膜片，GFRP薄膜片与PVDF压电片主体尺寸一致；
步骤2、将两个PVDF压电片的相对面涂覆环氧树脂层，贴合粘接并固化；或者用环氧树脂涂覆步骤1制得的GFRP薄膜片两个面，将PVDF压电片的拉伸方向与GFRP薄膜片的纤维方向平行，由PVDF压电片—GFRP薄膜片—PVDF压电片贴合粘接，再用两块金属片从PVDF压电片前后两边连接将上下两层PVDF压电片。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103647021A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-19 | 重庆中镭科技有限公司 | 一种压电双晶片制备方法 |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP3477188B2 (ja) * | 2001-10-12 | 2003-12-10 | 敏夫 谷本 | 積層用制振基材、及びこれを積層した制振構造体 |
| GB2432671A (en) * | 2005-11-29 | 2007-05-30 | Dolphiscan As | Ultrasonic transducer with transmitter layer and receiver layer each having elongated electrodes |
| CN102290527B (zh) * | 2011-09-22 | 2013-03-20 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种弯曲形压电单晶片的制备方法 |
| JP5878033B2 (ja) * | 2012-02-07 | 2016-03-08 | 住友電気工業株式会社 | フッ素樹脂フィルム製圧電素子 |
| CN103647018B (zh) * | 2013-11-28 | 2016-08-17 | 南京航空航天大学 | 一种层叠式pvdf作动器及主被动混合隔振器 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103647021A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-19 | 重庆中镭科技有限公司 | 一种压电双晶片制备方法 |
Also Published As
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