Способ изготовления полимерных пленочных электретов Советский патент 1987 года по МПК H01G7/02 

Изобретение относится к области технологии изготовления полимерных пленочных электретов электроакустических лреобразователей и может быть использовано при изготовлении электретных мембран микрофонов и громкоговорителей.

Известен способ изготовления полимерных пленочных электретов, включающий тёрмополяризациш пленки, предварительно металлизированной с одной стороны, в сильном электрическом поле (10 - 10 В/см) при высокой температуре (200-300°С) с последующим медленным охлаждением пленки в электрическом поле до комнатной температуры ,

Недостатки этого способа заключаются в следующем:

1) Разброс поверхностной плотности заряда на неметаллизированной поверхности пленки в связи со статическим разбросом плотности ионного тока в различных участках воздушного .зазора, вызываемого возникновением ионов в местах локальных электрических разрядов в воздушном зазоре между прижимным электродом и неметаллизированной поверхностью пленки.

2)Недостаточная величина стабильного потенциала поверхности пленочных электретовS объясняемая тем, что после поляризации потенциал электрета спадает до некоторой стабильной величины, так как вследствие случ,айного характера электрических разрядов потенциал на различных участках поверхности пленки неодинаков.

3)Крайне низкая производительность и низкое качество получаемой пленки.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления полимерных пленочных электретов, включающий металлизацию поверхности полимерной пленки и последующую поляризацию в униполярном коронном разряде .

Недостатком этого способа является низкая величина поверхностной плотности заряда.

Цель изобретения - повьшение поверхностной плотности заряда и увеличение его стабкг ьности во времени достигается тем, что в способе изготовления полимерных пленочных электретов, включающем металлизацкто поверхности полимерной пленки и после.дующую поляризацию в униполярном коронном разряде, неметаллизйрованную поверхность обрабатывают в положительном коронном разряде в атмосфере водорода.

На чертеже изображены экспериментально полученные зависимости поверхно.стной плотности заряда неметаллизированных поверхностей политетрафторэтиленовых пленоч1л 1х электретов (противоположные поверхности этих электретов предварительно металлизированы алюминием термическим испарением алюминия в высоком вакууме) от температуры при постоянной скорости нагревания пленок 3 град/мин, при толщине пленок 10 мкм.

Поляризация пленок проводилась в течение 5 с в униполярном коронном разряде при следующих условиях:

О в отрицательной короне, в атмосфере воздуха (кривая 1);

2)в положительной короне, в атмосфере воздуха (кривая 2);

3)в положительной короне, -в атмосфере водорода с примесью воздуха 1% (кривая 3);

4)в положительной короне, в технически чистом водороде (кривая 4).

На чертеже видно, что поверхност-. нал плотность заряда и стабильность у пленочных электретов, полученных предлагаемым способом (кривая 4), .выше, чем у пленочных электретов, изготовленных известным способом (кривая I).

На неметаллизированной поверхности полимерной пленки создаются глубокие ловушки положительных зарядов путем частичного химического восстановления поверхности пленки. Так,при поляризации неметаллизированной поверхности фторполимеркой пленки под действием осажденных ионов водорода отдельные ионы фтора F - вырьшаются из полимерных цепочек с образованием НГ и созданием в полимерных цепочках ловушек, в которых остаются ионы углерода С , наличие которых в приповерхностной области полимерной пленки обеспечивает высокую плотность положительного заряда пленочных элек- . третов. Таким образом, обработка пленки в положительном коронном разряде - в водороде сопровождается не только поляризацией пленки, но и созданием глубоких ловушек элементарных

положительных зарядов при весьма равномерном распределении последних на поверхности пленки. Плотность положительного заряда остается постоянной в течение длительного времени, т.е. отсутствует необходимость в корректировке ее величины - термостабилизации. Вследствие этого производительность изготовления электретов возрастает в 1,5 раза.

Получение необходимой поверхностной плотности заряда от до {OI/M обеспечивается за время поляризации, равное 0,1-10 с.

При использовании этого способа достигается увеличение поверхностной плотности заряда в 2 раза. При этом потенциал положительных электретов по окончании поляризации остается постоянным.

. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРЕТОВ, включаю(дий металлизацию поверхности полимерной пленки и последующую поляризацию в униполярном коронном разряде, отличающийся тем, что, с целью повышения поверхностной плотности заряда и увеличения его стабильности во времени, неметаллизированную поверхность полимерной пленки обрабатывают в положительном коронном разряде в атмосфере водорода. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что полимерную пленку обрабатывают в течение 0,1-10 с. i 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве поли(Л мерной пленки используют пленку фторполимера, например политетрафторэтилена, или сополимеров политетрафторэтилена и политетрафторпропштена. -vl :л с х io х