[go: up one dir, main page]

DE2345352A1 - Piezoelektrisch wirksame folie und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Piezoelektrisch wirksame folie und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number
DE2345352A1
DE2345352A1 DE19732345352 DE2345352A DE2345352A1 DE 2345352 A1 DE2345352 A1 DE 2345352A1 DE 19732345352 DE19732345352 DE 19732345352 DE 2345352 A DE2345352 A DE 2345352A DE 2345352 A1 DE2345352 A1 DE 2345352A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
film
foil
charges
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19732345352
Other languages
English (en)
Inventor
Villebon Dreyfus
Jacques Lewiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bpifrance Financement SA
Original Assignee
Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR filed Critical Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Publication of DE2345352A1 publication Critical patent/DE2345352A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
    • H10N30/098—Forming organic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/01—Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
    • H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S310/00—Electrical generator or motor structure
    • Y10S310/80—Piezoelectric polymers, e.g. PVDF

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22
<983921/22>
Agence Nationale de SCKB
Valorisation de la '
Recherche (ANVAR)
15, rue Madeleine Michelis
92200 JNeuilly-sur-Seine, Prankreich
Piezoelektrisch wirksame Folie und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine piezoelektrisch wirksame Folie aö§ dielektrischem Material mit im Bereich Mindestens einer Oberfläche, d.h. auf der Oberfläche oder innerhalb des Materials in geringem Abstand von der Oberfläche, festgehaltenen elektrostatischen Ladungen», Weiter bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Herstellung einer derartigen Folie.
Mit dem .Wort "Folie" werden im Rahmen der Erfindung dünne Gebilde wie Blätter und Plättchen sowie deren Teile, wie Scheibchen, Bänder usw. verstanden. Piezoelektrisch wirksam sind solche Folien, wenn sie zwischen ihren beiden Oberflächen angelegte elektrische Spannungen in mechanische Vibrationen umwandeln una umgekehrt-, wobei dieser Effekt von einer pyroelektrischen Wirkung begleitet sein kann, auf Grund deren elektrische Spannungen in Wärme umgewandelt werden und umgekelirt.
Elektrisch wirksame Folien ähnlich der eingangs genannten Art und Verfahren zu ihrer Herstellung sind bekannt» So ist es bekannt, ein dünnes Folienmaterial zwischen zwei Elektrodenplatten, die mit der
40981 4/0874
Folio einen Kondensator bilden, aufzuladen. Die beiden n-eladenen Oberflächen der Folie weisen dann iaweils elektrostatische Ladungen eines cinzi ;en Vorzeichens auf. Dan gle5.cne gilt, wenn nur eine ni.nzi.ja Oberfläche geladen wird. Dip. fertiggestellte Folie wirkt al« riektret und kann in einen Uandler verwp.na«t werden, ohne da" 3Γι sie von auf^en eine Folariijationsspannun«, ^T-nelegt werden
Ir. i'iir(*s auch in der franzeü^cb^n PatentfmT'ifildur·;-·; 70 11 766 vom 20.11.1970 vorgeschlagen, einen solchen illektreten als Dielektrikum zwischen die Elektroden einen Kondensat or π 2u bringen, dabei zwischen der.. Dielektrikum und der; I'lektroden jeweils dünne Gasschichten zu belassen und an die Tlektrooen eine Cleichspannung einzulegen, auf Grund deren der Flektret polarisiert vird. lliercur-ch eoll c«r elektrische Feld in der "r.geburg ''es Ulektreten verstärkt werden.
Der Irfincung liert die Aufgabe zugrunde, eine piezoelektrisch wirkccuae Folie eier eingangs genannten Art in ihrer praktischen Anwendbarkeit zu verbessern, insbesondere ihre elektrische Empfindlichkeit gef.eni'bex1 äußeren Einflüssen herabzusetzen, ihre Lebensdauer zu verlcini-ern, ihre Frequenz-Bandbreite im Falle der· Verwendung einer angelegten T."echselspannunn; zu vet-beseern und ihre Anbringung an nicht ebenen Oberflächen zu erleichtern.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer· Foli.e der ein- <xanpc genannten Art dadurch gelöst, daß Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens in solchen Mengen vorgesehen find, daß das von ihnen in ^eriiigeni Abstand von der Oberfläche insgesamt erzeugte elektrostatische Feld zumindest annähernd gleich Mull ist.
Die Folie penäß der Erfindung eignet sich hervorragend für viele Anwendung sz wecke, insbesondere für Ultra Rchallwandlez*t Druck— oder Vibrationswandler wie Mikrophone und Sprechkapseln von Telephonhörern, für Detektoren von Wärme und Infrarot-
strahl»»* u.V. 4098 U/08 74 BAD ORIGINAL
Das Verfahren zur Herstellung einer Folie gemäß der Erfindung aus einem dielektrischen Folienmaterial kann in bekannter V/eise davon ausgehen« daß das Folienmaterial unter zumindest stellenweiser Belassung von beiderseitigen dünnen Gasschichten zwischen zwei Elektroden gebracht wird und an die Elektroden eine Gleichspannung angelegt wird. Gemäß der Erfindung wird dieses Verfahren so ausgeführt, daß die Dicke der Gasschichten so gewählt wird, daß ihre Ionisationsspannung V1 wesentlich geringer als die Durchschlagspannung V2 des Folienmaterialε ist, daß an die Elektroden eine zwischen der Ionisationsspannung V^ und der Durchschlagspannung V„ liegende Spannung angelegt wird und daß danach an die Elektroden eine Spannung entgegengesetzter Polarität angelegt wird, bis die Äquivalenzspannung V~ des Folienmaterials zumindest annähernd gleich Null wird, wobei der Betrag der Spannung entgegengesetzter Polarität größer als Null und geringer als die Summe V2 + VQ von Duehsehlagspannung und Äquivalenzspannung ist, sowie größer als die Differenz V^ - VQ von lonisationsspannung und ^quivalen·- spannung ist, falls diese Differenz einen positiven Wert hat, und wobei die Äquivalenzspannung V~ diejenige Spannung ist, die an die Elektroden angelegt werden müßte, um das gesamte elektrische Feld, das durch das Ladungen tragende Folienmaterial und durch diese an die Elektroden angelegte Spannung in den Gasschichten erzeugt wird, zu Null zu machen.
Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren zur Perstellung der piezoelektrisch wirksamen Folie aus einem dielektrischen Folienmaterial werden die negativen Ladungen durch einen Elektronenstrahl, vorzugsweise mittels einer einen gebündelten Strahl erzeugenden Elektronenstrahlquelle, ein-/oder aufgebracht. In entsprechender Weise können die positiven Ladungen durch einen Ionenstrahl, vorzugsweise mittels einer einen gebündelten Strahl erzeugenden Ionenstrahlquelle, ein»/oder aufgebracht werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert« Figur 1 und 2 zeigen jeweils einen Verfahrensschritt bei der Herstellung einer piezoelektrisch wirksamen Folie gemäß der
Erfindung, 409814/0874
Uö/4 ÖAD ORIGINAL
Es sei zunächst nochmals die in der französischen Patentanmeldung 70 Ul 766 vorgeschlagene Verfahrensweise betrachtet. Hierbei wird die an die Elektroden angelegte Gleichspannung eo gewählt, daß sie unterhalb der· zur Ionisation der Gasschichten erforderlichen Spannung liefet, im zu vermeiden, daß in das mit Ladungen eines einzig-en Vorzeichens bereits geladene Folienmaterial nunmehr Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens eingebracht werden. Es wurde n&nlich beförel-tet, o?f> hierdurch die elektrische Feldwirkunp; des Die-lektrikumn ausgelöscht werden könnte. Ein unter Vervrendung der hergestellten Folie ausgeführter Wandler arbeitete in jedem Fall nach dem elektrostatischen Prinzip, gleich ob eine äußere Vorspannung angelegt wurde oder* nicht. Gemäß den elektrostatischen Prinzip wird die Wirkung des elektrischen Gleichfeldes ausgenutzt, das zwischen der; Elektret en und den Elektroden auftritt. Hierbei werden ausschließlich die mechanischen Vibrationer, ό iv Elektroden erfasst, wobei diese Vibrationen das Vorhandenβein des genannten elektrischen Feldes in Verbindung mit einer Wechselstromerregung der Elektroden erfordern und wobei die geladene dielektrische Folie lediglich solchen mechanischen Vibrationen unterworfen ipt, die zu ihr fiber die Elektroden übertragen werden. Piezoelektrisch angeregte Vibrationen in eier Folie treten dagegen nicht auf.
Die Erfindung geht demgegenüber von der Erkenntnis aus, da* erne in ihrem Gesamtverhalten elektrisch neutrale, jedoch mit Ladungen beiderlei Vorzeichens geladene Folie im Unterschied zu einer nicht geladenen Folie aus gleichem Material eine piezoelektrische Wirkung zeigt, die unabhängig -von einer äußeren Vorspnnung ist. Diese piezoelektrische Wirkung wird erreicht, wenn man in jede elektrostatisch geladene Oberfläche eines Elektreten elektrostatische Ladungen einbringt, deren Vorzeichen demjenigen der bereits vorhandenen Ladungen entgegengesetzt ist, und dabei die Menge der zusätzlichen Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens so bemisst, daß das insgesamt auf Grund aller Ladungen ersagte elektrische Feld in der Nähe der Oberfläche zumindest annähernd Null ist« Eine entsprechend aus dielektrischem Material hergestellte Folie
4098U/0874 ßAD 0R1G1NAL
erzeugt in sich selbst: mechanische Vibrationen, wenn sie durch Anliegen einer Wechselspannung «n beiderseitigen Elektroden erregt wird, da das elektrische Gleichfeld zwischen diesen Elektroden und der Folie zumindest annähernd gleich Null ist· Die ir. der Folie entstehenden Vibrationen können über» die Elektroden mechanisch weitergeleitet werden* Durch die entsprechende umgekehrte Wirkungsweise können elektrische Spannungen erzeugt werden·
Es sei nun ein Beispiel für die Herstellung einer piezoelektrisch wirksamen Folie mit ausgewogener Ladungεverteilung auf beiden Oberflächen näher erläutert.
Das verwendete Folienmaterial hat eine Dicke zwischen 3 und 500 um und liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 10 bis 30 jam» Das Material wird entsprechend den gewünschten dielektrischen Eigenschaften ausgewählt. Als Materialien haben sich Polypropylen» Polystyrol, Polycarbonate, Polyimide und Gliraner sowie beispielsweise die unter den Handelsnamen Mylar, Teflon, Kapton und Bakelit bekannten Kunststoffe als geeignet erwiesen·
Wie in Figur 1 dargestellt, wird ein Abschnitt dec Folienmaterials 1 so zwischen zwei Elektroden 2, 3 gelebt, daß jeweils dfinne G as schichten ·*, 5 belassen werden, die beispielsweise von den geringen Luftvolumen gebildet werden, die zwischen den einander berührenden Oberflächen auf Grund deren nicht vermeidbarer Unregelmäßigkeiten auftret en.
Als Äquivalenzspannung VQ des Folienniaterials 1 sei in folgenden diejenige Spannung bezeichnet, die man an die Elektroden 2, 3 anlegen muß» damit das von dem Folierimaterial und von der angelegten Spannung insgesamt erzeugte elektricche Feld in den Gasschichten t» 5 den Wert Null hat.
409814/0874
Die Dicke der Pas schichten 1, 5 wird so bemessen, daß ihre Ionisationsspannung V^ geringer ist als die Durchschlagspannung V« de· Folittrmaterials 1. IJr dies zu erreichen, kann die Art dee G^ses und der Druck in den Gacschichten H, 5 und/oder deren Dicke entsprechend newf:hlt werden. Die Dicke kann gewtfnschtenfalls zusätzlich dadurch beeinflußt werden, daß zwischen das Folien— material 1 und die Elektroden 2, 3 perforierte Absteuiuhalter-Schicliten eingelegt werden. Gewünschtenfalls krmn auch der Abstand 2,-^f'-oben der Oberfläche des Folienmaterial3 1 und minde-
stens einer zugewandten Elektrode 2, 3 verändert werden, ohne daß die Dicke der Gasechichten H, 5 wesentlich verändert wird, in.'-üem eine Schicht aus Glas oder einem anderen für den alaktrischer» Verschiebungsstron durchlässigen, gasundurchlässigen I'aterial eingeschaltet wird.
Die Elektroden 2, 3 können wie im dargestellten Fall eben sein« Ee ist jedoch ebenfalls möglich, Elektroden zu verwenden, die in eine auf das Folienroaterial i hin gerichtete spitze oder Schneide auslaufen. In diesem Fall kann eine Relativbewegung der Flektrode gegenüber dem Folieniraterial 1 in einer zu diesem parallelen Ebene erfolgen.
Die Elektroden 2, 3 sind an eine Gleichspannungequell« 6 angeschlossen. Deren Spannung V wird so eingestellt, daß sie zwischen der Ioni8ationsspan.iung V^ und der Durchschlagspannung V« liegt. Nach einer genügenden Zeit wird ein Gleichgewicht erreicht, bei dem die ^quivalenzspannung VQ des nun gebildeten Elektreten sich der? IJert V-V^ nähert. Es ergibt sich dann eine Verteilung der elektrostatischen Ladungen im Folierunaterial, wie sie in Figur schematise!! dargestellt istj die obere Oberfläche des Folienmaterials trägt Ladungen von ausschließlich positivem Vorzeichen » während die untere Oberfläche ausschließlich Ladungen negativen Vorzeichens aufweist.
6ΛΓ5 OHiGiNA
40981A/0 8 7 A
Die Verbindung zwischen den Elektroden 2,3 und der Spannungsquelle 6 wird nun abgetrennt, und statt dessen werden die Elektroden an eine Spannungsquelle 7 angeschlossen, wie in Figur 2 dargestellt ist. Die Spannun.'-nqüelle 7 liefert eine Gleichspannung, deren Vorzeichen demjeniren der Spannungpquelle entgegengesetzt iot. Der (nicht vorzeichenheujertete) betrag dieser Spannung V1 ßuß geringer sein als die f-umjne V2 + VQ der Durchschlagspannung V2 und der *.quivalenzspan:nung Vp, ttm ei.nen Durchschlag des Foliennaterials 1 zu vermeiden. Weiter muß der Betrag von Null verschieden sein. ' chlief.lich nmL· der Betrag die Differenz V^ - V~ von IonisetionscpHiinunr V., und /•quiv alenz spannung Vn übersteigen, falls diese Differenz positiv ist, damit die Gasschichten H, 5 in gegenüber Figui1 1 umgekehrter Richtung ionisiert werden und um in die Oberflächen des Folieni.iGterials 1 elektrostatische LaUunjten tiiiiEubriiirren, deren Vorzeichen gegenüber aen zuvor eingelagerten Lacunger; entgegen-. ist.
Bei dem erfinaungsgemäPen Verfalirei) wird also um: Gegenteil dessen getan, was bei dein eingangs der Figureribeschreibun erläuterten Verfahren angestrebt wird. Dort v.urcie vermieden, cla/c· der Betrag der Gleichspannung, der ähnlich wie in Figur ί der LlcLtret ausgesetzt wurde, die Differenz V^ - VQ überntifc;·, die in jenem Fall stets eiiien negativen l.'ert aufwies. Damit wurde vermieden, die Gasschichten H, 5 zu ionisieren.
Ef? sei darauf hingewiesen, daß die Äquivalenz spannung des nach den ersten, anhand der Figur 1 erläuterten Verfahrensschritt gebildeten Elektreten einen Wert hat, dex1 nachher bei V-V1 liegt und V1 übersteigt, falls V1 - VQ negativ i^t. Dieser "Jert föllt danach von selbst langsam ab, bis er etwa gleich V^ ist, wenn die Spannunp, V weggenoiriraen wird, da die Ionicat ions spannung der Gasschichten H, 5 für beide Richtungen des Ioriisationsstrones denselben Wert Vj hat.
4098U/0874 BAD ORIGINAL
_ O
Der Betrag der Spannung V* entgegengesetzten Vorzeichens kann anfänglich annähernd gleich der Differenz V^ - V0 sein, falle diese positiv ist. Andernfalls kann sie anfänglich einen geringen positiven Wert aufweisen. Sie wird dann kontinuierlich vergrässert bis auf einen annähernd der Ionisationsspannung V* gleichen Wert, bei den die Äquivalenzspannung VQ zumindest annähernd gleich Null wird.
Durch an sich bekannte optische oder Ultraschall-Meßmethoden kann der Wert des gesamten elektrischen Feldes gemessen werden, das sich ausschließlich durch die Äquivalenzspannung des Elektret« ergibt· Der zweite Ladevorgang wird abgebrochen, wenn diese» Feld verschwindet, d.h. die elektrische Feldstärke zumindest annähernd gleich Null wird. Man hat dann eine Folie erhalten, die auf und/ oder in ihren OberfEchen festgehaltene elektrostatische Ladungen aufweist, wobei diese Ladungen gleichmäßig verteilt sind und wobei die Fen ge der negativen Ladungen praktisch gleich derjenigen der positiven Ladungen ist. Dieser Zustand ist in Figur 2 dargestellt·
Zur Verwendung der hergestellten Folie wird diese beiderseits direkt oder unrer Zwischenlage einer Ga3schicht mit Elektroden belegt, wobei mindestens eine dieser Elektroden auch durch einen metallischen Niederschlag auf einer Oberfläche der Folie gebildet sein kann· Die beiden Elektroden werden dann mit einer Spannungsquelle und /oder einer Empfänger-Auswertee.chaltung verbunden.
Die Folie gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, da* sie gegenüber der Umgebung elektrisch neutral wirkt, was für viele Anwendungefälle wichtig ist, in denen in der Umgebung der Folie vorhandene empfindliche Geräte durch ein elektrisches Feld gest&rt werden können» Da die Folie sehr dünn und biegsam ausgebildet sein kann, kann sie auf nicht ebenen Oberflächen von Gegenständen angebracht werden, wobei diese Gegenstände gleieh-
4098U/0874
Mitig als «in· Elektrode dienen können· Weiter hat die Folie geatft der Erfindung auf Grund des elektrischen Gleichgewichts der auf ihr festgehaltenen Ladungen eine große Lebensdauer· Schließlich ist die Folie zur Übertragung von Frequenzen in einem großen Frequenzband geeignet, falls die aufgenommenen Frequenzen bzw· die Frequenzen der angelegten Spannung genügend hoch sind« So ist die Folie insbesondere zur Herstellung von Wandlern geeignet, deren Betriebsfrequenzen zwischen 20 kHz und 200 HHz liegen.
Ia folgenden sei das oben gegebene Herstellungsbeispiel entsprechend einer vorzugweisen Ausführungsfonn noch näher erläutert«
Ale Folienmaterial 1 wurde ein Polypropylen-Plättchen mit einer Dicke von 10 um und mit einer Ausdehnung von etwa 1 cm verwendet· Dieses Folienmaterial 1 wurde zwischen ebene Elektroden 2» 3 gelegt, wobei zwischen dem Folienmaterial 1 und den Elektroden 2, 3 jeweils Luftschichten unter Atmosphärendruck mit einer Dicke von 2 bis 3 um verblieben. Unter diesen Voraussetzungen betrug die Ionisationsspannung V^ = 900 V und die Durchschlagspannung V« * HOdO V» Die zuerst angelegte Gleichspannung V betrug 2500 V und wurde während 5 min angelegt· Die danach zugeführte Gleichspannung V* von entgegengesetztem Vorzeichen wurde während 2 min angelegt· Sie betrug zunächst einige Volt und wurde danach gesteigert bis auf SOO V, Dies entspricht eine» Maximalwert der Äquivalenzspannung VQ von etwa 1600 V, der bei der Umkehrung der von außen angelegten Spannung erreicht wurde, und einem Endwert Null dieser Äquivalenzspannung. Die bei den angegebenen Werten erzielte Ladungsdichte im Bereich beider Oberflächen betrug for die Ladungen beiderlei Vorzeichens
»7 9
jeweils 3 χ 10 Coulomb/cm .
Grundsätzlich kann gesagt werden, daß die Ladungedichte im Bereich der Oberflache für die Ladungen beiderlei! Vorzeichens jeweils,mindestens 5 χ 10 Coulomb/cm betragen soll.
A098U/0874-
Wi· bereit· erwähnt, kann die Folie gema£ der Erfindung auch in anderer Welse als anhand der Beispiele dadurch hergestellt werden, daß negative und positive Ladungen durch Elektronenstrahl bzw, Ionenstrahlen auf das dielektrische Material gerichtet werden·
Die Folie gemSß der Erfindung ist auch pyroelektrisch wirksam und kann entsprechend verwendet werden·
In bestiirjrten Anwendung af Ά Ilen kann es auch vorteilhaft sein, dat. elektrische Gesamtfeld der auf beiden Reiten peladenen Folie nicht vollständig zu Null zu rächen. In diesen Fall wird ein unter Verwendung einer solchen Folie aufgebauter Wandler eine doppelte Wirkung haben» Einerseits arbeitet der Wandler nach dem eingangs erwähnten elektrostatischen Betrieb, wodurch Vibrationen der Elektroden erzeugt werden. Andererseits tritt die piezoelektrische Wirkung auf, iivtiem in der Folie selbst Vibrationen erzeugt und an die Elektroden abgegeben werden* Hierbei «kann die Phasenlage zwischen den beiden entspreilenden Schwingungen dadurch verändert werden, daß die Übertragungsbedingungen zwischen mindestens einer Elektrode und der Folie verändert werden, beispielsweise in/dem die Temperatur einer besonderen zwischen die Elektrode und die Folie eingeschalteten Schicht geändert wird. Auf diese V/eise kann beispielsweise ein Temperaturdetektor erhalten werden»
4098 14/0874

Claims (1)

  1. A- II S P R 0 C Ii £
    ItISMSIIlItKtM
    Piezoelektrisch wirksame Folie aus dielektrischem Material mit im Bereich mindestens einer Oberfläche -festgehaltenen elektrostatischen Ladungen, dadurch gekennzeichnet, daß Ijöungen entgegengesetzten Vorzeichens in solchen Mengen vorgesehen sind, daß das von ihnen in geringem Abstand von der Oberfläche insgesamt erzeugte elektrostatische Feld zumindest annähernd gleich Null ist.
    2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Dicke 3 bis 500 ttra, vorzugsvreise 10 bis 30 μπΓ beträgt.
    3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Ladungsdichte im Bereich der Oberfläche für die Ladungen
    beiderl« betragt,
    ••10 2
    beiderlei Vorzeichens jeweils mindestens 5 χ 10 Coulomb/cm
    Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material Polypropylen ist, wobei die Dicke vorzugsweise 10 um beträgt·
    Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsdichte im Bereich der Oberfläche ftir die Ladungen beiderlei Vorzeichens jeweils^er Größenordnung von 10 χ 10*"* Coulomb/cm2 liegt.
    4098U/0874 "BAD original
    -A-
    Verfahrgh zur· herstellung einer Folie nach Anspruch 1 aus ο in en dielektrischem Folieruuaterial, wobei dts Foliertraterial unto.r zumindest etellenveiser Belaasun^ von beider— eeitifnn dünnen Gasschichten zwischen ano.i. Llektroden g«·» Iracbt wird und an die Llektroden eine Gleichspannung an>;G-Ie," t vdra, dadurch gekennzeichnet, dai; di·'·. iJicice der Gasschichten so gewählt tiirci, daß ihre; Ioni.eationsBpcinnunt
    n^er alR die Durchschla^Bpannunr^ Vj dee ict, daß an die Elektroden eine zwischen de1·1 Ionife-rtioiisspamiuns V^ und der Durchschlagrpannunß Vp lienende Sr,armurig V angelegt wird und daf- danach an die TleHfodHn eine Spanminf V1 entgegengesetzter Polaritttt an;!;ele':t χ-ir-d, bis die ,!vquivalenzspamiung V„ des Folienj.-aterials zumindest ann'-hernd {»leich Hull t<Tird, vxobei der P.oti'ö,-: der Spannunr V1 ent^efren^epetzter Polar-itrit größer als IHi.Tl und ßerin^er als dio Suim:e V„ + Vn von üurchscMa-Tspannung und ?iqu5valeitzspannur,f!; int sowie grcfoex- als die Differenz V.. - V« von lonisationc^spannun^ und Aquivalenz-Bpanpunf: ist, falls diose Differenz einen positiven Wert hat, und wobei dif ^quivalenzspannung V^ diejenige. Spannung ir,t, dip. an <Iie Elektroden angelegt vverden mt'f-te, um das gesamte «lfiktriPcliG Feld, das durch dar: Ladungen tragende Folien— roaterj.el und durch diese an den LlcJetroden anliegende Spannung in den Gar?schichten erzeugt wird, zu hull zu machen·
    7, Verfahrer nach Anspruch 6, dadurch nekennzoiclmet, da£ bei positiver Uert der· Differenz V^ - VQ die Spannung V ent-(Tesien^esetzter Polarität von einen dieser Differenz zuuindesx ann<*lhernd gleichen L'ert aus/rehend erhöht wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ^ckennzcicJinet, daß bei negativem Wert der Differenz V^ - VQ die Spannung V1 entj^e.'jeriitnsetzter Polarität von ein«!·; perinrren positiven Wert aungehend erhöht
    A098T4/0874 ßAD ORIGINAL
    -A-
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder P, dadurch '>ekennzeichm:t, daß die Spannung Vf entgegengesetzter Polarität, kontinuierlich bis zu einem annähern·· der IonisationFspannun , V^ gleichen T,7ert erhöht wird.
    10. Verfahren nach o-iaeu der Ansprüche G bis O9 dadurch «;ekonnzeiohnet, daß zur Bildung der Gasschichten zwischen mindestens eine Oberfläche des Folienraterials und di>_; zugewandte Elektrode ein perforierter Abstandhalter ein- öle t τ-'iivj..
    11. Verfahren nach oinefi der Ansprficlie C bis 10 ,dadurch r.fcennzeiclinet, daß zwischei' .niindeGtens eine Oberfläche des I'olieni.iaterials ur.d dip. zugewandte 5elektrode eino Cch5.cht nn^ Glac oder einßiit anderen für den Verschiebun rstror. durc'ii; n* i^en,
    nKiger, !'aterial einfiel; -rt wird.
    12, Cei'fahren ^ur Herstellung ein^r· Folie nacxi Anspruch 1 aus einen, dielektrischer. rcl5enuaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die negativen Ladunnen durch eirien I.laktrcneristrahl, vorzugsweise irittels einer einen gebündelten Strahl erzeugenden HeI.trcnenstraUlquelle, ein- und/oder aufgebracht werden.
    13, Verfahren zu Herstellung einer Folia nach Ansprucii 1 aur einew dielektrischen Folienj^iaterial, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven Ladungen durch einen Ionenstrahl, vorzugsweise nittelö einer einen gebündelten Strahl erzeugenden Ionenstrahlquelle^ ein- und/oder aufgebracht werden.
    14, Verfahren nach eineia der Ansprache G Lis 13, dadurch gekennzeichnet» daß die Folie nach dein Inillwtsrden der Äquivalenzspannung Vq beiderseits nit direkt oder indirekt aufgebrachten Elektrodenschichten versehen wird.
    40981 A/0874
    -A-
    15. Verwendung ejjner Folio-nach Anspruch As bei der das in ■;T.<sy?incre.ri Ab si: and von der Oberfläche ins^es-a^t erzeugte f?lektr.xi?oiie Fell ^erin.pfffifirr von Mull cibweicht, lait einer gu-f ein·- ni:r.-,->f l.u.ohe der Folie auf !^pT rächten wftrrieenpfindlichen πο?ιήπ'ι+ ur.d je einer auf din Außenseite der wäreee^'-pfin^licLert ^oMolit ur.d d'-.r andere Oberfläche der Folie en Elektrode als TemrieratuTdetektor,
    BAD
DE19732345352 1972-09-08 1973-09-07 Piezoelektrisch wirksame folie und verfahren zu deren herstellung Withdrawn DE2345352A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7231903A FR2199430A5 (de) 1972-09-08 1972-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2345352A1 true DE2345352A1 (de) 1974-04-04

Family

ID=9104026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732345352 Withdrawn DE2345352A1 (de) 1972-09-08 1973-09-07 Piezoelektrisch wirksame folie und verfahren zu deren herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4093884A (de)
JP (1) JPS5812729B2 (de)
DE (1) DE2345352A1 (de)
FR (1) FR2199430A5 (de)
GB (1) GB1448013A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT380126B (de) * 1978-02-06 1986-04-10 Minnesota Mining & Mfg Elektret in form von fasrigem bahnmaterial mit eine permanente elektrische ladung tragenden fasern

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055878A (en) * 1976-09-24 1977-11-01 Pennwalt Corporation Stabilization of piezoelectric resin elements
US4459634A (en) * 1982-10-22 1984-07-10 Pennwalt Corporation Reverse field stabilization of polarized polymer films
US5450498A (en) * 1993-07-14 1995-09-12 The University Of British Columbia High pressure low impedance electrostatic transducer
US5608692A (en) * 1994-02-08 1997-03-04 The Whitaker Corporation Multi-layer polymer electroacoustic transducer assembly
JP5485197B2 (ja) * 2011-02-10 2014-05-07 株式会社日立製作所 放射線計測装置および核医学診断装置
CN112334867A (zh) 2018-05-24 2021-02-05 纽约州立大学研究基金会 电容传感器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2157325B2 (de) * 1970-11-20 1980-06-04 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar), Neuilly-Sur-Seine, Hauts-De-Seine (Frankreich) Elektrostatischer Ultraschallwellenwandler

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2740184A (en) * 1951-03-01 1956-04-03 Albert G Thomas Electrically charged material
US3276031A (en) * 1963-01-14 1966-09-27 Gen Electric Thermoplastic information recording utilizing electrets
US3365593A (en) * 1965-10-21 1968-01-23 Phillips Petroleum Co Piezoelectric transducers
DE1902849C3 (de) * 1968-01-25 1978-06-29 Pioneer Electronic Corp., Tokio Mechanisch-elektrisch bzw. elektrisch-mechanischer Wandler
JPS5019360B1 (de) * 1970-08-26 1975-07-05
JPS4926890B1 (de) * 1970-12-04 1974-07-12
JPS5221364B2 (de) * 1971-11-04 1977-06-10

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2157325B2 (de) * 1970-11-20 1980-06-04 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar), Neuilly-Sur-Seine, Hauts-De-Seine (Frankreich) Elektrostatischer Ultraschallwellenwandler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT380126B (de) * 1978-02-06 1986-04-10 Minnesota Mining & Mfg Elektret in form von fasrigem bahnmaterial mit eine permanente elektrische ladung tragenden fasern

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4992989A (de) 1974-09-04
JPS5812729B2 (ja) 1983-03-10
FR2199430A5 (de) 1974-04-05
US4093884A (en) 1978-06-06
GB1448013A (en) 1976-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2435430C2 (de) Elektrostatischer Wandler
DE69304443T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer piezoelektrischen drucksensitiven Taste oder Tastatur und durch dieses Verfahren erhaltenes Produkt
DE2432377A1 (de) Verfahren zur herstellung eines elektrets
DE69318156T2 (de) Zinnoxyd-Kraftwandler und seine Zsammensetzung
DE2153784C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Folienelektrets
DE3801719C2 (de)
DE3024815A1 (de) Akustischer elektromagnetischer wandler, insbes. flaechiger lautsprecher
DE69007713T2 (de) Elektrischer Doppelschichtkondensator.
DE1951749B2 (de) Vorrichtung zur Formierung von Elektreten aus Dielektrika mit offener oder poröser Struktur
DE2802728A1 (de) Elektrochrome anzeigezelle
DE102019210541A1 (de) Elektrode für festkörperbatterien und festkörperbatterien
DE102017217294A1 (de) Verfahren zum Widerstandsschweißen von Faserverbundbauteilen zu einer Faserverbundstruktur, Faserverbundstruktur und Faserverbundbauteil
DE2044877B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektreten
DE69926487T2 (de) Akustisches element
DE3039561A1 (de) Elektret und verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben
DE2345352A1 (de) Piezoelektrisch wirksame folie und verfahren zu deren herstellung
DE2800341A1 (de) Elektrostatische anzeigezelle und damit ausgestattete anzeigevorrichtung
DE2939397C2 (de)
EP1060480B1 (de) Durchführung für eine hohe elektrische spannung
DE2153760A1 (de)
DE2301451C3 (de) Berührungsempfindliches Signalgabebauelement
DE2232264A1 (de) Elektret
DE2615323A1 (de) Elektrooptische zelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE2055713B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer einseitig metallisierten Elektretfolie
EP0101999A1 (de) Piezoelektrischer Koppler, insbesondere elektromechanischer Zündkoppler

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8125 Change of the main classification

Ipc: H01L 41/00

8181 Inventor (new situation)

Free format text: LEWINER, JACQUES, SAINT-CLOUD, FR DREYFUS, GERARD, VILLEBON, FR

8136 Disposal/non-payment of the fee for publication/grant