【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于介電泳設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種易控易制作的介電泳裝置及其制備方法、制作介電泳復(fù)合膜的方法。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，壓電納米發(fā)電機(jī)(piezoelectric?nanogenerator,?peng)和摩擦納米發(fā)電機(jī)(triboelectric?nanogenerator,?teng)成為當(dāng)今國(guó)際研究的熱點(diǎn)，是將環(huán)境中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能行之有效的方法之一。而采用介電、鐵電壓電材料與有機(jī)物復(fù)合制備的介電彈性體可有效提升peng壓電層或teng摩擦層在其器件中的輸出性能。在有機(jī)無(wú)機(jī)材料復(fù)合過(guò)程中，其功能材料在有機(jī)物中一般會(huì)沉積在有機(jī)膜?層的底部，這大大會(huì)影響介電材料在有機(jī)物中的電學(xué)性能，研究人員采用介電泳的方法去使介電材料在有機(jī)物中有序排列，從而進(jìn)一步提升器件的電學(xué)輸出性能。研究人員在使用介電泳技術(shù)時(shí)所需要的設(shè)施比較復(fù)雜，而且一種固定的模具在使用時(shí)其復(fù)合膜的厚度、面積等等是不可改變的，如需改變則必須重新制作新的模具，且工序復(fù)雜，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中描述的不足，本專利技術(shù)提供一種易控易制作的介電泳裝置及其制備方法、制作介電泳復(fù)合膜的方法。
2、本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案為：
3、一種易控易制作的介電泳裝置，包括第一導(dǎo)電玻璃、第二導(dǎo)電玻璃、導(dǎo)電電極和有機(jī)硅聚合物涂層；所述第一導(dǎo)電玻璃包括第一玻璃基體和第一導(dǎo)電層；第一導(dǎo)電層位于第一玻璃基體的一個(gè)端面，第一導(dǎo)電層和第一玻璃基體的另一端面之間設(shè)置有導(dǎo)電電極；第二導(dǎo)電玻璃包括第二玻璃基體
4、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述第一導(dǎo)電玻璃和/或第二導(dǎo)電玻璃為fto透明導(dǎo)電玻璃或ito透明導(dǎo)電玻璃。
5、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述有機(jī)硅聚合物涂層為pdms涂層。pdms涂層是使用pdms有機(jī)溶劑旋涂獲得的，所使用的pdms有機(jī)溶劑則是采用市售商用的pdms按固化劑與主劑按1:10的比例混合后充分?jǐn)嚢瑁⒃谡婵杖萜髦谐闉Vpdms中氣體約30分鐘后得到的。
6、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述有機(jī)硅聚合物涂層為pdms有機(jī)溶劑旋涂到第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層上。
7、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述導(dǎo)電電極為導(dǎo)電銅膠帶，導(dǎo)電電極粘貼到第一導(dǎo)電層邊緣翻折粘貼到第一玻璃基體另一端面；或?qū)щ婋姌O粘貼到第二導(dǎo)電層邊緣翻折粘貼到第二玻璃基體另一端面。直接使用價(jià)格便宜的市場(chǎng)購(gòu)買的導(dǎo)電銅膠帶粘貼將導(dǎo)電層延伸到玻璃基體外端面，作為引入交變電場(chǎng)的電極。
8、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方案，第一導(dǎo)電玻璃上的導(dǎo)電電極與第二導(dǎo)電玻璃上的導(dǎo)電電極不在同一側(cè)。
9、本專利技術(shù)還提供了一種易控易制作的介電泳裝置的制作方法，步驟為：s1,準(zhǔn)備第一導(dǎo)電玻璃和第二導(dǎo)電玻璃；市場(chǎng)購(gòu)買fto透明導(dǎo)電玻璃或ito透明導(dǎo)電玻璃，按實(shí)際需求裁成所需大小尺寸的玻璃片。
10、s2,第一導(dǎo)電玻璃和第二導(dǎo)電玻璃分別粘貼導(dǎo)電電極；
11、所述導(dǎo)電電極使用導(dǎo)電銅膠帶，在第一導(dǎo)電玻璃的第一導(dǎo)電層邊緣粘貼導(dǎo)電銅膠帶的一端部，導(dǎo)電銅膠帶的另一端部折向第一導(dǎo)電玻璃的第一玻璃基體后粘貼在第一玻璃基體上；
12、在第二導(dǎo)電玻璃的第二導(dǎo)電層邊緣粘貼導(dǎo)電銅膠帶的一端部，導(dǎo)電銅膠帶的另一端部折向第二導(dǎo)電玻璃的第二玻璃基體后粘貼在第二玻璃基體上。
13、s3,在第二導(dǎo)電層上旋涂制備pdms涂層，并在pdms涂層挖空制成介電泳溶劑填充位，第二導(dǎo)電層與介電泳溶劑填充位形成介電泳溶劑填充槽；
14、具體步驟為：
15、制備pdms有機(jī)溶劑并對(duì)pdms有機(jī)溶劑進(jìn)行真空抽濾除去pdms有機(jī)溶劑中的氣體；所使用的pdms有機(jī)溶劑則是采用市售商用的pdms按固化劑與主劑按1:10的比例混合后充分?jǐn)嚢?，并在真空容器中抽濾pdms中氣體約30分鐘后得到的。
16、根據(jù)介電泳復(fù)合膜的厚度確定旋涂速度，按旋涂速度在第二導(dǎo)電層22上涂覆pdms有機(jī)溶劑。
17、旋涂后靜置風(fēng)干固化后得到pdms涂層；具體是靜置10-30分鐘后再鼓風(fēng)干燥箱中固化1-2小時(shí)后取出。
18、常溫下將pdms涂層按介電泳復(fù)合膜大小進(jìn)行挖空制成介電泳溶劑填充位。
19、使用刀片從pdms涂層的中間位置挖去所需介電泳復(fù)合膜大小的區(qū)域形成一個(gè)凹腔，作為介電泳溶劑填充位。
20、s4,?第一導(dǎo)電玻璃的第一導(dǎo)電層放置在pdms涂層上，介電泳溶劑填充位與第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成介電泳溶劑填充腔。
21、本專利技術(shù)還提供了一種使用上述制備的介電泳裝置制作介電泳復(fù)合膜的方法，在獲得介電泳溶劑填充槽后，向介電泳溶劑填充槽中填充介電泳溶劑，所述的介電泳溶劑是與pdms復(fù)合的溶劑；
22、然后將第一導(dǎo)電玻璃的第一導(dǎo)電層放置在pdms涂層上并壓住介電泳溶劑，濾除介電泳溶劑的氣泡后將第一導(dǎo)電層固定在pdms涂層上，得到填充介電泳溶劑的介電泳裝置，整體呈現(xiàn)三明治結(jié)構(gòu)；
23、將填充介電泳溶劑的介電泳裝置進(jìn)行介電泳，介電泳結(jié)束后加熱使介電泳溶劑在交流高壓的環(huán)境下固化，固化后關(guān)閉加熱和高壓；常溫下從介電泳溶劑填充槽中剝離得到介電泳復(fù)合膜。
24、具體的過(guò)程是將填充介電泳溶劑的介電泳裝置的兩個(gè)導(dǎo)電電極與高壓放大裝置連接，高壓放大裝置接受信號(hào)發(fā)生器的調(diào)控，信號(hào)發(fā)生器可以調(diào)控高壓放大裝置的輸出電壓大小、輸出波形、輸出頻率；并將填充介電泳溶劑的介電泳裝置放置到安全器皿后放置到加熱臺(tái)上；信號(hào)發(fā)生器調(diào)控高壓放大裝置使填充介電泳溶劑的介電泳裝置進(jìn)行介電泳；介電泳結(jié)束后開(kāi)啟加熱裝置，加熱溫度為80-100℃，使介電泳溶劑在交流高壓的環(huán)境下固化1-2小時(shí)，然后關(guān)閉加熱裝置和高壓放大裝置；固化后得到介電泳復(fù)合膜，常溫下從第二導(dǎo)電玻璃上剝離下來(lái)。
25、有益效果：
26、本專利技術(shù)使用透明導(dǎo)電玻璃粘貼導(dǎo)電銅膠帶作為介電泳交變電場(chǎng)的提供基體，并使用商用的pdms旋涂到一個(gè)透明導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電層上作為生產(chǎn)介電泳復(fù)合膜的模腔，簡(jiǎn)便易制作且成本低，可以快速制備得到厚度可控、面積可控、其實(shí)際使用效果優(yōu)異（介電材料在有機(jī)物中有序排列）的介電復(fù)合膜。本專利技術(shù)在研究介電泳技術(shù)制備介電彈性體的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)際的試驗(yàn)驗(yàn)證，從而開(kāi)發(fā)出一種制作過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低廉，其復(fù)合膜層的厚度及面積可有效控制的介電泳裝置。
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1.一種易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：包括第一導(dǎo)電玻璃（1）、第二導(dǎo)電玻璃（2）、導(dǎo)電電極（3）和有機(jī)硅聚合物涂層（4）；所述第一導(dǎo)電玻璃（1）包括第一玻璃基體（11）和第一導(dǎo)電層（12）；第一導(dǎo)電層（12）位于第一玻璃基體（11）的一個(gè)端面，第一導(dǎo)電層（12）和第一玻璃基體（11）的另一端面之間設(shè)置有導(dǎo)電電極（3）；第二導(dǎo)電玻璃（2）包括第二玻璃基體（21）和第二導(dǎo)電層（22）；第二導(dǎo)電層（22）位于第二玻璃基體（21）的一個(gè)端面，第二導(dǎo)電層（22）與第二玻璃基體（21）的另一端面之間設(shè)有導(dǎo)電電極（3）；第一導(dǎo)電層（12）和第二導(dǎo)電層（22）相對(duì)設(shè)置；有機(jī)硅聚合物涂層（4）位于第一導(dǎo)電層（12）和第二導(dǎo)電層（22）之間，且有機(jī)硅聚合物涂層（4）設(shè)置有介電泳溶劑填充位，介電泳溶劑填充位與第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成介電泳溶劑填充腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述第一導(dǎo)電玻璃（1）和/或第二導(dǎo)電玻璃（2）為FTO透明導(dǎo)電玻璃或ITO透明導(dǎo)電玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述有機(jī)硅聚
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述有機(jī)硅聚合物涂層（4）為PDMS有機(jī)溶劑旋涂到第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述導(dǎo)電電極（3）為導(dǎo)電銅膠帶，導(dǎo)電電極（3）粘貼到第一導(dǎo)電層邊緣翻折粘貼到第一玻璃基體另一端面；或?qū)щ婋姌O（3）粘貼到第二導(dǎo)電層邊緣翻折粘貼到第二玻璃基體另一端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：第一導(dǎo)電玻璃（1）上的導(dǎo)電電極（3）與第二導(dǎo)電玻璃（2）上的導(dǎo)電電極（3）不在同一側(cè)。
7.一種易控易制作的介電泳裝置的制作方法，其特征在于，步驟為：S1,準(zhǔn)備第一導(dǎo)電玻璃（1）和第二導(dǎo)電玻璃（2）；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的易控易制作的介電泳裝置的制作方法，其特征在于，在步驟S3中，具體步驟為：
9.一種使用權(quán)利要求8制備的介電泳裝置制作介電泳復(fù)合膜的方法，其特征在于：在獲得介電泳溶劑填充槽后，向介電泳溶劑填充槽中填充介電泳溶劑；然后將第一導(dǎo)電玻璃的第一導(dǎo)電層（11）放置在PDMS涂層上并壓住介電泳溶劑，濾除介電泳溶劑的氣泡后將第一導(dǎo)電層（11）固定在PDMS涂層上，得到填充介電泳溶劑的介電泳裝置；將填充介電泳溶劑的介電泳裝置進(jìn)行介電泳，介電泳結(jié)束后加熱使介電泳溶劑在交流高壓的環(huán)境下固化，固化后關(guān)閉加熱和高壓；常溫下從介電泳溶劑填充槽中剝離得到介電泳復(fù)合膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作介電泳復(fù)合膜的方法，其特征在于：將填充介電泳溶劑的介電泳裝置的兩個(gè)導(dǎo)電電極與高壓放大裝置連接，高壓放大裝置接受信號(hào)發(fā)生器的調(diào)控；并將填充介電泳溶劑的介電泳裝置放置到安全器皿后放置到加熱臺(tái)上；信號(hào)發(fā)生器調(diào)控高壓放大裝置使填充介電泳溶劑的介電泳裝置進(jìn)行介電泳；介電泳結(jié)束后開(kāi)啟加熱裝置，加熱溫度為80-100℃，使介電泳溶劑在交流高壓的環(huán)境下固化1-2小時(shí)，然后關(guān)閉加熱裝置和高壓放大裝置；固化后得到介電泳復(fù)合膜，常溫下從第二導(dǎo)電玻璃上剝離下來(lái)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：包括第一導(dǎo)電玻璃（1）、第二導(dǎo)電玻璃（2）、導(dǎo)電電極（3）和有機(jī)硅聚合物涂層（4）；所述第一導(dǎo)電玻璃（1）包括第一玻璃基體（11）和第一導(dǎo)電層（12）；第一導(dǎo)電層（12）位于第一玻璃基體（11）的一個(gè)端面，第一導(dǎo)電層（12）和第一玻璃基體（11）的另一端面之間設(shè)置有導(dǎo)電電極（3）；第二導(dǎo)電玻璃（2）包括第二玻璃基體（21）和第二導(dǎo)電層（22）；第二導(dǎo)電層（22）位于第二玻璃基體（21）的一個(gè)端面，第二導(dǎo)電層（22）與第二玻璃基體（21）的另一端面之間設(shè)有導(dǎo)電電極（3）；第一導(dǎo)電層（12）和第二導(dǎo)電層（22）相對(duì)設(shè)置；有機(jī)硅聚合物涂層（4）位于第一導(dǎo)電層（12）和第二導(dǎo)電層（22）之間，且有機(jī)硅聚合物涂層（4）設(shè)置有介電泳溶劑填充位，介電泳溶劑填充位與第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成介電泳溶劑填充腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述第一導(dǎo)電玻璃（1）和/或第二導(dǎo)電玻璃（2）為fto透明導(dǎo)電玻璃或ito透明導(dǎo)電玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述有機(jī)硅聚合物涂層（4）為pdms涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述有機(jī)硅聚合物涂層（4）為pdms有機(jī)溶劑旋涂到第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的易控易制作的介電泳裝置，其特征在于：所述導(dǎo)電電極（3）為導(dǎo)電銅膠帶，導(dǎo)電電極（3）粘貼到第一導(dǎo)電層邊緣翻折粘貼到第一玻璃基體另一端面；或?qū)щ婋姌O（3）粘貼到第二導(dǎo)電層邊緣翻折粘貼...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王偉超，韓路，閆歌，張亞紅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：許昌學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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