[发明专利]柔性透明压电复合薄膜、透明可拉伸超声换能器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性透明复合压电薄膜，其特征在于，该薄膜主要由有机压电相、无机压电相颗粒及导电相复合而成，所述的无机压电相颗粒为导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒；

所述的柔性透明复合压电薄膜通过对非透明复合压电薄膜施加交流电场极化得到，所述非透明复合压电薄膜主要由有机压电相、无机压电相颗粒及导电相复合而成，所述的无机压电相颗粒为导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒。

2.根据权利要求1所述的柔性透明复合压电薄膜，其特征在于，通过原位光场还原法或电沉积法合成导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒；所述的导电相选自单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、铜纳米棒、银纳米线中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的柔性透明复合压电薄膜，其特征在于，所述的有机压电相的质量百分比为35-70wt%，无机压电相颗粒的质量百分比为20-60wt%，导电相的质量百分比为0.001-10wt%。

4.根据权利要求1所述的柔性透明复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

（1）合成导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒；

（2）将有机压电相溶解于有机分散溶剂中，搅拌、振荡，使分散均匀；

（3）将上述步骤（1）所述的化学异质结颗粒分散于步骤（2）的溶液中，搅拌、振荡，使分散均匀，形成导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒/有机压电相复合溶液；

（4）将导电相以0维的方式分散于上述步骤（3）的复合溶液中，搅拌、振荡，使分散均匀，形成导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒/导电相/有机压电相的前驱体复合溶液；

（5）将步骤（4）所述的前驱体复合溶液涂覆成膜，热压、烘干、成型，形成非透明的导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒/导电相/有机压电相的柔性复合压电薄膜；

（6）将上述步骤（5）得到的柔性复合压电薄膜两侧溅射ITO透明电极，再施加交流电场，对复合压电薄膜进行极化，最终制备出柔性透明复合压电薄膜。

5.根据权利要求4所述的柔性透明复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，所述形成化学异质结的导电颗粒的前驱体溶液为溶液，所述的溶液的浓度范围为0.001-5 mol/L；所述的导电相@无机压电相异质结颗粒为Ag@PMN-PT异质结，其中Ag含量0.5-10wt%。

6.根据权利要求4所述的柔性透明复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述合成导电颗粒@无机压电相化学异质结颗粒的方法为原位光场还原法或电沉积法。

7.根据权利要求4所述的柔性透明复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，所述的施加的交流电场的频率范围为0.001Hz-1000kHz，振幅范围为1-1500kV/cm，循环圈数范围为1-50圈的双极三角波，极化温度范围为10-110℃。

8.一种透明可拉伸超声换能器，其特征在于，包括权利要求1所述的柔性透明压电复合薄膜以及弹性透明聚合物基底薄膜，所述柔性透明压电复合薄膜以褶皱状态粘附在所述弹性透明聚合物基底薄膜上。

9.一种如权利要求8所述的透明可拉伸超声换能器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）取一透明拉伸性能优异的弹性透明聚合物基底薄膜，进行加热至一侧表面融化；

（b）将上述步骤（a）所述的弹性透明聚合物基底薄膜处于拉伸状态，将上述权利要求1的柔性透明压电薄膜粘贴于所述弹性透明聚合物基底薄膜一侧，且粘附前将薄膜与弹性透明聚合物基底薄膜中间引出线缆，而后使弹性透明聚合物基底薄膜恢复为原长状态，此时弹性透明聚合物基底薄膜表面的柔性透明压电薄膜处于轻微褶皱状态；

（c）将线缆从柔 性透明复合压电薄膜未与弹性透明聚合物基底薄膜粘附侧电极引出，最终整体成为透明可拉伸超声换能器。