一种基于微型注塑工艺制备的聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品的制作方法

技术特征：
1.一种基于微型注塑工艺制备的聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品，其特征在于是通过微型注塑工艺制备得到的一体成型聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品，该压电制品主要是由基片体及设置于基片体上的微针构成，所述微针呈现阵列式分布于基片体的表面；所述微针是由圆台结构的针体与球缺结构的针头构成，所述针体的圆台结构的下底面与基片体固定连接，圆台结构的上底面与所述针头的球缺结构底面固定连接；其中，所述针体的圆台结构，其下底面半径为100～200微米，上底面半径为50～100微米，高为500～1000微米，下底面半径与上底面半径之差为50～100微米；所述针头的球缺结构，其底面半径与针体圆台结构的上底面半径一致，其球缺结构的高度不超过其球半径；相邻微针的间距为800～1500微米。2.根据权利要求1所述聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品，其特征在于：所述微针的针头，其球缺结构的高度为球直径的1/5～1/2。3.根据权利要求1所述聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品，其特征在于按重量份数计其原料主要包括：聚偏氟乙烯
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99～99.5份，碳纳米管
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0.5～1份；所述聚偏氟乙烯与碳纳米管合计100份。4.一种权利要求1所述聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制粒：将聚偏氟乙烯加入双螺杆挤出机于180～210℃、50～200转/分钟挤出，并采用牵引机牵引挤出丝条，经冷却切粒即得pvdf粒料；(2)微型注塑：将步骤(1)所制备的pvdf粒料于微型注塑机中注射进入阵列式片式压电制品模具的模腔中，通过微型注塑工艺制备得到聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品；其中，微型注塑工艺的工艺条件为：注射速度50～600mm/s，模具温度30～90℃，熔体温度180～210℃，保压及冷却时间5～15s。5.一种权利要求3所述聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)备料：按重量份数计将下述原料进行备料：聚偏氟乙烯
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99～99.5份，碳纳米管
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0.5～1份；所述聚偏氟乙烯与碳纳米管合计100份；(2)制粒：将步骤(1)备料好的聚偏氟乙烯和碳纳米管加入双螺杆挤出机于180～210℃、50～200转/分钟挤出，并采用牵引机牵引挤出丝条，经冷却切粒即得pvdf/cnts粒料；(3)微型注塑：将步骤(2)所制备的pvdf/cnts粒料于微型注塑机中注射进入阵列式片式压电制品模具的模腔中，通过微型注塑工艺制备得到聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品；其中，微型注
塑工艺的工艺条件为：注射速度50～600mm/s，模具温度30～90℃，熔体温度180～210℃，保压及冷却时间5～15s。6.权利要求1～3任一项所述聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品应用于压电发电机。7.根据权利要求6所述聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品应用于压电发电机，其特征在于所述压电发电机，为阵列式压电发电机，主要包括封装膜、下导电层、聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品、上导电层所构成，其中由下至上分别由下导电层、聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品、上导电层依次堆叠并被封装膜包裹；所述下导电层与上导电层分别作为发电电极或是与设置于封装膜外发电电极之间电连接，从而进行压电发电输出。

技术总结
本发明提供一种基于微型注塑工艺制备的聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品，是通过微型注塑工艺制备得到的一体成型聚偏氟乙烯基阵列式片式压电制品，主要是由基片体及设置于基片体上的微针构成，所述微针呈现阵列式分布于基片体的表面，其中所述微针是由圆台结构的针体与球缺结构的针头构成。本发明基于实验证据以及comsol模拟确定了微针阵列结构的尺寸参数，并且其中的微针高度、密度、上下底面直径通过限定条件进行了标准量化，从而获得了压电性能显著优于现有技术的具有阵列结构的微型压电制品。电制品。电制品。


技术研发人员：陈英红 谢页平 张力凡
受保护的技术使用者：成都普美怡科技有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/7/1