[发明专利]一种柔性压电纤维复合材料的二步封装方法

说明书

本发明公开了一种柔性压电纤维复合材料的二步封装方法，将待封装的叉指状电极或平面状电极和压电纤维复合层或粘贴在粘性高分子膜上的压电纤维阵列使用无水乙醇擦拭清理，然后与下电极有效区域重叠对齐之间加入聚合物胶液，形成第一步封装件，将导热金属层、缓冲层、第一步封装件、缓冲层、导热金属层按顺序摆放形成第一步封装合件，通过真空、加压、升温后分离，在与上电极重复以上操作，完成二步封装，得到柔性压电纤维复合材料。可实现柔性压电纤维复合材料的一体化成形封装，方法简单短时高效，具有高稳定性、高驱动传感性能，同时可针对柔性压电纤维复合材料使用需求，选择不同尺寸大小的叉指电极或平面电极进行一体化封装。

技术领域

本发明涉及柔性压电纤维复合材料封装技术领域，具体涉及一种柔性压电纤维复合材料的二步封装方法。

背景技术

柔性压电纤维复合材料是由压电陶瓷纤维与环氧树脂等高分子聚合物复合而成，其结构是由上下聚酰亚胺平面电极或叉指电极覆盖压电纤维复合层组成的三明治夹层结构，中间层压电纤维复合层是单向矩形压电陶瓷纤维与环氧树脂等高分子聚合物交替排列而成，采用整体封装，该材料克服了传统压电陶瓷材料脆性高、韧性差的问题，具有良好的柔性与刚度，被广泛应用于传感、驱动和健康监测领域，特别可以使用在一些曲面结构上，实现对曲面结构的传感、驱动和结构健康监测。目前，柔性压电纤维复合材料已广泛应用于军事和民用领域。

对于柔性压电纤维复合材料来说，其尺寸大小影响其驱动性能，大尺寸柔性压电纤维复合材料的优势在于可以提供大驱动力和高传感能力，可用于主动抑制控制以及变形控制，一般柔性压电纤维复合材料需要通过封装技术，将复合材料封在聚酰亚胺膜中使其具有较好的机械稳定性。但是目前来说，柔性压电纤维复合材料的封装工艺方法较少，现阶段方法是通过热压机一步封装，但其具有明显的缺点，存在封装稳定性差、电极对齐难度较大的问题，特别对于大尺寸、微尺寸柔性压电纤维复合材料的封装来说难度更大。如公开号为CN110767799B，专利名称为：一种叉指电极型压电纤维复合材料的封装方法，主要是针对中等合适尺寸柔性压电纤维复合材料的封装，尺寸小电极对齐难度小，但中间层压电纤维复合层在对齐过程中易滑动，耗时效率低，若压电纤维复合层的尺寸较大，上下电极与中间压电纤维复合层人工对齐难度加大，同时热压时上下电极错位程度会增大，影响产品性能，成品率较低。因此，亟待发明一种封装方法，可以有效实现任意尺寸柔性压电纤维复合材料的高效稳定封装，提高柔性智能材料的制备工艺水平。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种柔性压电纤维复合材料的二步封装方法，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性压电纤维复合材料的二步封装方法，包括如下步骤：

S1、将待封装的叉指状电极或平面状电极和压电纤维复合层或粘贴在粘性高分子膜上的压电纤维阵列使用无水乙醇擦拭清理；

S2、将压电纤维复合层或粘贴在粘性高分子膜上的压电纤维阵列与下电极有效区域重叠对齐，并在之间加入聚合物胶液，形成第一步封装件；

S3、将导热金属层、缓冲层、第一步封装件、缓冲层、导热金属层按顺序摆放在热压台上，形成第一步封装合件；

S4、将第一步封装合件置于真空热压机中抽真空，待真空度达到设定值后开始加压，待压力达到设定值后，开始升温，待升至设定温度后，保温保压一段时间后取出第一步封装件，使用无水乙醇擦拭清理；

S5、将第一步封装件与上电极重叠对齐，并在之间加入聚合物胶液，形成第二步封装件；

S6、将导热金属层、缓冲层、第二步封装件、缓冲层、导热金属层按顺序摆放在热压台上，形成第二步封装合件；

S7、将第二步封装合件置于真空热压机中抽真空，待真空度达到设定值后开始加压，待压力达到设定值后，开始升温，待升至设定温度后，保温保压一段时间后取出第二步封装件，使用无水乙醇擦拭清理，得到柔性压电纤维复合材料。