RU2847022C1 - Method for polymer ferroelectric films polarization by means of their movement in plasma of glow discharge - Google Patents
Method for polymer ferroelectric films polarization by means of their movement in plasma of glow dischargeInfo
- Publication number
- RU2847022C1 RU2847022C1 RU2025101140A RU2025101140A RU2847022C1 RU 2847022 C1 RU2847022 C1 RU 2847022C1 RU 2025101140 A RU2025101140 A RU 2025101140A RU 2025101140 A RU2025101140 A RU 2025101140A RU 2847022 C1 RU2847022 C1 RU 2847022C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- polarization
- anode
- cathode
- glow discharge
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к технологии получения полимерных сегнетоэлектрических материалов, касается способа поляризации полимерных сегнетоэлектрических пленок и предназначено для повышения эффективности данного процесса применительно к пленочным полимерным сегнетоэлектрикам.The invention relates to the technology of producing polymer ferroelectric materials, concerns a method for polarizing polymer ferroelectric films and is intended to increase the efficiency of this process as applied to film polymer ferroelectrics.
Уровень техникиState of the art
Известны различные способы поляризации полимерных сегнетоэлектрических материалов, связанные с наложением на поляризуемую пленку электрического поля.Various methods of polarization of polymer ferroelectric materials are known, associated with the application of an electric field to the polarizable film.
Известен способ контактной (термической) поляризации, который заключается в подаче высоковольтного напряжения на проводящие электроды, нанесенные на полимерную сегнетоэлектрическую пленку с двух сторон, при повышенных температурах. Степень достигнутой поляризации, а следовательно, и возникающий в пленке пьезоэлектрический эффект определяется температурой, временем и напряженностью поля при поляризации. Для предотвращения образования дуги, которая может привести к пробою и повреждению материала, пленку помещают в вакуум или погружают в изолирующую жидкость. Если электроды не достигают края пленки, поляризация может быть выполнена на воздухе без образования дуги. A known method of contact (thermal) polarization involves applying high voltage to conducting electrodes deposited on both sides of a polymer ferroelectric film at elevated temperatures. The degree of polarization achieved, and consequently the piezoelectric effect occurring in the film, is determined by the temperature, time, and field strength during polarization. To prevent arcing, which could lead to breakdown and damage to the material, the film is placed in a vacuum or immersed in an insulating liquid. If the electrodes do not reach the edge of the film, polarization can be performed in air without arcing.
Известно изобретение METHOD FOR POLARIZING PIEZOELECTRIC FILM (патент TW I742850B, H01L 41/257, опубликовано 11.10.2021), которое описывает способ контактной поляризации сегнетоэлектрических пленок, и в котором предлагается установка изолирующих прокладок на краевые области пленочного образца для предотвращения электрического пробоя по воздуху в процессе поляризации.The invention METHOD FOR POLARIZING PIEZOELECTRIC FILM (patent TW I742850B, H01L 41/257, published 11.10.2021) is known, which describes a method for contact polarization of ferroelectric films, and which proposes installing insulating gaskets on the edge areas of the film sample to prevent electrical breakdown through air during the polarization process.
Недостатком способа контактной поляризации является необходимость нанесения на образцы проводящих слоев, прекращение процесса поляризации при возникновении пробоя в одной точке, необходимость нагрева образца, длительность процесса поляризации, ограниченный размер поляризуемых образцов, а также невозможность поляризации рулонных материалов.The disadvantage of the contact polarization method is the need to apply conductive layers to the samples, the termination of the polarization process when a breakdown occurs at one point, the need to heat the sample, the duration of the polarization process, the limited size of the polarized samples, and the impossibility of polarizing rolled materials.
Известен способ поляризации в коронном разряде (самостоятельный газовый разряд, возникающий в резко неоднородных полях у электродов с малой кривизной поверхности), реализуемый в схемах типа коронного триода. Данная схема включает в себя электрод в виде одной или нескольких игл либо лезвия, на который подается потенциал около 35 кВ, ускоряющую сетку (управляющий электрод), с помощью которого напряжением около 10 кВ регулируется поток электронов, следующих к заземленному электроду, и заземленный электрод, на котором располагается поляризуемая пленка. При этом сегнетоэлектрическая пленка должна иметь хороший контакт с заземленным электродом, для чего на одну из поверхностей пленки в некоторых случаях дополнительно наносят тонкопленочный электрод из материалов с высокой проводимостью, например, Au, Ag, Cu, ITO и т. д. A known method of polarization is a corona discharge (a self-sustaining gas discharge occurring in highly non-uniform fields near electrodes with a small surface curvature), implemented in corona triode-type circuits. This circuit includes an electrode in the form of one or more needles or blades, to which a potential of approximately 35 kV is applied; an accelerating grid (control electrode), which regulates the flow of electrons to a grounded electrode with a voltage of approximately 10 kV; and a grounded electrode on which the polarizable film is placed. The ferroelectric film must have good contact with the grounded electrode, which is sometimes accomplished by applying a thin-film electrode made of highly conductive materials such as Au, Ag, Cu, ITO, etc., to one of the film surfaces.
Известно изобретение METHOD FOR POLARIZING PIEZOELECTRIC FILM (патент US 20210320242A1, H01L 41/257, H01L 41/193, H01L 41/317, опубликовано 14.10.2021), в котором описан способ поляризации пьезоэлектрических пленок в коронном разряде, а также предложены для повышения качества конечного продукта методы обеспечения хорошего прилегания поляризуемой пленки к заземленному электроду. The invention METHOD FOR POLARIZING PIEZOELECTRIC FILM (patent US 20210320242A1, H01L 41/257, H01L 41/193, H01L 41/317, published 10/14/2021) is known, which describes a method for polarizing piezoelectric films in a corona discharge, and also proposes methods for improving the quality of the final product to ensure good adhesion of the polarizable film to the grounded electrode.
Известно изобретение METHOD FOR POLARIZING PIEZOELECTRIC FILM (патент TW I747556B, H01L 41/253, H01L 41/22, опубликовано 21.11.2021), в котором также используется способ коронной поляризации и предлагаются решения по удалению пузырьков воздуха между поляризуемо пленкой и заземленным электродом с целью обеспечения хорошего прилегания пленки и снижения количества дефектов в процессе обработки.The invention METHOD FOR POLARIZING PIEZOELECTRIC FILM (patent TW I747556B, H01L 41/253, H01L 41/22, published 11/21/2021) is known, which also uses the corona polarization method and proposes solutions for removing air bubbles between the polarizable film and the grounded electrode in order to ensure good adhesion of the film and reduce the number of defects during processing.
Известна заявка на изобретение СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПЛЕНКИ ПВДФ В ПОЛЕ КОРОННОГО РАЗРЯДА (заявка на изобретение РФ № 2021127185, C08J 5/18, B29D 7/01, B29C 71/00, H01L 41/04, H01L 41/193, H01L 41/257, опубликовано 14.03.2023), который отличается тем, что на пленку ПВДФ воздействуют электрическим полем коронного разряда только при комнатной температуре до достижения поляризующего потенциала на поверхности пленки ПВДФ, обеспечивающего стабильное электретное состояние пленки ПВДФ, после чего электрическое поле коронного разряда выключают и производят нагрев пленки ПВДФ до температуры не менее 80°С, после чего нагрев пленки ПВДФ сразу прекращают и пленку ПВДФ охлаждают до комнатной температуры.Known is an application for an invention METHOD FOR POLARIZING A PVDF FILM IN A CORONA DISCHARGE FIELD (application for invention of the Russian Federation No. 2021127185, C08J 5/18, B29D 7/01, B29C 71/00, H01L 41/04, H01L 41/193, H01L 41/257, published on 03/14/2023), which is characterized in that the PVDF film is exposed to an electric field of a corona discharge only at room temperature until a polarizing potential is reached on the surface of the PVDF film, which ensures a stable electret state of the PVDF film, after which the electric field of the corona discharge is turned off and the PVDF film is heated to a temperature of at least 80 ° C, after which the heating of the PVDF film is immediately stopped and the PVDF film is cooled to room temperature.
Известны изобретения CONTROLLED THIN-FILM FERROELECTRIC POLYMER CORONA POLARIZING SYSTEM AND PROCESS (патент US 10050419B2, H01T 19/04, опубликовано 14.08.2018) и METHOD FOR MONITORING POLARIZATION QUALITY OF PIEZOELECTRIC FILM (патент TW I747360B, G01N 27/00, H01L41/22, опубликовано 21.05.2021), также основанные на поляризации полимерных сегнетоэлектрических пленок в коронном разряде, где предлагаются различные способы контроля процесса поляризации непосредственно в процессе обработки. Known inventions include CONTROLLED THIN-FILM FERROELECTRIC POLYMER CORONA POLARIZING SYSTEM AND PROCESS (patent US 10050419B2, H01T 19/04, published on 08/14/2018) and METHOD FOR MONITORING POLARIZATION QUALITY OF PIEZOELECTRIC FILM (patent TW I747360B, G01N 27/00, H01L41/22, published on 05/21/2021), also based on the polarization of polymer ferroelectric films in a corona discharge, where various methods for monitoring the polarization process directly during processing are proposed.
Недостатками способа поляризации сегнетоэлектрических пленок в коронном разряде являются зависимость процесса от условий окружающей среды, так как процесс происходит на воздухе, что снижает стабильность характеристик поляризуемых пленок при серийном изготовлении, необходимость подогрева поляризуемого образа и приложения высоких напряжений (до 35 кВ), неравномерность поляризации по поверхности пленки большой площади ввиду того, что коронный разряд является точечным. Кроме того, при коронной поляризации может возникнуть дуговой разряд (электрический пробой), повреждающий поляризуемую пленку. При этом для предотвращения образования дуги необходимо снижать электрическое поле, что приводит к ограничению эффекта поляризации.The disadvantages of the corona discharge method for polarizing ferroelectric films include the process's dependence on environmental conditions, as it occurs in air, which reduces the stability of polarizable films during mass production. The need to heat the polarized sample and apply high voltages (up to 35 kV) also leads to uneven polarization over a large film surface due to the point nature of the corona discharge. Furthermore, corona polarization can cause an arc discharge (electrical breakdown), damaging the polarizable film. To prevent arc formation, the electric field must be reduced, limiting the polarization effect.
Известно изобретение PVDF FILM ROLL-TO-ROLL COMPOSITE POLARIZATION DEVICE AND METHOD (патент CN 111244264B, H10N 30/045, опубликовано 18.04.2023), в котором предлагается рулонный способ поляризации сегнетоэлектрических пленок в коронном разряде, когда процесс поляризации происходит при разматывании и сматывании рулонного материала. Данный способ позволяет производить пьезоэлектрические полимерные пленки в промышленном масштабе, однако является малопроизводительным, а указанные выше недостатки приводят к появлению в рулонах дефектных областей.The invention, "PVDF FILM ROLL-TO-ROLL COMPOSITE POLARIZATION DEVICE AND METHOD" (patent CN 111244264B, H10N 30/045, published April 18, 2023), proposes a roll-to-roll method for polarizing ferroelectric films using corona discharge, with the polarization process occurring during the unwinding and winding of the rolled material. This method enables the industrial production of piezoelectric polymer films, but is low-productivity, and the aforementioned drawbacks result in defective areas in the rolls.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению аналогом (прототипом) является изобретение авторов СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛАЗМЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА (патент на изобретение РФ №2826131, C08F 214/22, H10N 30/045, опубликовано 04.09.2024), сущность которого заключается в проведении процесса поляризации пленочных полимерных сегнетоэлектриков в вакуумной камере с использованием плазмы тлеющего разряда, зажигаемой в трехэлектродной системе. Такой процесс позволяет повысить эффективность поляризации за счет низкой вероятности пробоя образца в процессе поляризации, снижения времени обработки, отсутствия потребности в нагреве, однородности поляризации по площади образца, высокой производительности процесса. Кроме того, проведение процесса при пониженном давлении (в вакууме) дает возможность его объединения в едином вакуумном цикле с последующей операцией формирования электродов вакуумными методами нанесения тонкопленочных покрытий.The closest analogue (prototype) to the proposed invention in its technical essence and the achieved results is the invention of the authors "METHOD FOR POLARIZING POLYMER FERROELECTRICS USING GLOW DISCHARGE PLASMA" (patent for invention of the Russian Federation No. 2826131, C08F 214/22, H10N 30/045, published on September 4, 2024), the essence of which lies in carrying out the process of polarization of film polymer ferroelectrics in a vacuum chamber using glow discharge plasma ignited in a three-electrode system. This process allows for increased polarization efficiency due to the low probability of sample breakdown during polarization, reduced processing time, no need for heating, uniform polarization over the sample area, and high process efficiency. In addition, carrying out the process at reduced pressure (in a vacuum) makes it possible to combine it in a single vacuum cycle with the subsequent operation of forming electrodes using vacuum methods for applying thin-film coatings.
Недостатком приведенного способа поляризации полимерных сегнетоэлектрических пленок с использованием плазмы тлеющего разряда является ограниченная площадь обрабатываемой поверхности, которая определяется площадью электродов, на которых располагаются образцы. При этом площадь электродов ограничена объемом вакуумной камеры. Кроме того, возникает некоторая неравномерность обработки краев пленки, связанная с краевыми эффектами.A disadvantage of the described method for polarizing polymer ferroelectric films using glow discharge plasma is the limited surface area of the film, which is determined by the area of the electrodes on which the samples are placed. The electrode area is limited by the volume of the vacuum chamber. Furthermore, some unevenness in the film edge treatment occurs due to edge effects.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является повышение производительности, равномерности и эффективности процесса поляризации полимерных сегнетоэлектрических пленок толщиной от 1 до 100 мкм с использованием плазмы тлеющего разряда, зажигаемого при давлении ≈10 Па, за счет возможности равномерной обработки в одном цикле пленок большой площади.The objective of the invention is to increase the productivity, uniformity and efficiency of the process of polarization of polymer ferroelectric films with a thickness of 1 to 100 μm using glow discharge plasma ignited at a pressure of ≈10 Pa, due to the possibility of uniform processing of large-area films in one cycle.
Решение данной задачи достигается за счет проведения процесса поляризации с использованием плазмы тлеющего разряда (фиг.1) при пониженном давлении в вакуумной камере 1 с двухэлектродной системой, включающей в себя катод 5 и анод 6. На катод подают отрицательный потенциал, анод с нулевым потенциалом, в контакте с анодом находится поляризуемая пленка, которую непрерывно перемещают через область горения тлеющего разряда. При этом используют двухэлектродную систему без сетчатого электрода, с уменьшенным не менее чем на 1/3 расстоянием между катодом и анодом по сравнению с трехэлектродной системой прототипа, а анод имеет изогнутую форуму с радиусом изгиба R, определяемым по формуле R=(L2+4h2)/8h, где L - ширина катода, а h варьируют в диапазоне от 5 до 10 мм. Изгиб анода должен обеспечивать плотное прилегание к нему пленки в процессе поляризации при стабильном горении тлеющего разряда по всей площади катода. Сегнетоэлектрическая пленка 10, поверхность которой находится в контакте с анодом, непрерывно перемещается, проходя через область горения разряда, путем, например, перемотки с ведомого вала 8 на ведущий вал 9, вращаемый шаговым двигателем. Поляризация пленки происходит путем накопления на ее поверхности отрицательного электрического заряда, сообщаемого заряженными частицами, вытянутыми анодом 6 из плазмы тлеющего разряда. При этом равномерность процесса поляризации обеспечивается постоянным перемещением поляризуемой пленки через область тлеющего разряда, что позволяет отказаться от третьего сетчатого электрода, который обеспечивает равномерность поляризации в случае расположения пленки ограниченной площади на аноде. Переход к двухэлектродной системе снижает технологическую себестоимость процесса, повышая его эффективность. The solution to this problem is achieved by carrying out the polarization process using glow discharge plasma (Fig. 1) at reduced pressure in a vacuum chamber 1 with a two-electrode system including a cathode 5 and anode 6. A negative potential is applied to the cathode, the anode with zero potential, and a polarizable film is in contact with the anode, which is continuously moved through the glow discharge combustion region. In this case, a two-electrode system without a mesh electrode is used, with a distance between the cathode and the anode reduced by at least 1/3 compared to the three-electrode system of the prototype, and the anode has a curved forum with a bending radius R determined by the formula R = (L 2 + 4h 2 ) / 8h, where L is the width of the cathode, and h varies in the range from 5 to 10 mm. The bending of the anode should ensure tight adhesion of the film to it during the polarization process with stable glow discharge combustion over the entire area of the cathode. Ferroelectric film 10, whose surface is in contact with the anode, continuously moves through the discharge combustion region, for example, by being rewound from slave shaft 8 to drive shaft 9, which is rotated by a stepper motor. Film polarization occurs through the accumulation of a negative electric charge on its surface, imparted by charged particles extracted from the glow discharge plasma by anode 6. Uniformity of the polarization process is ensured by the continuous movement of the polarized film through the glow discharge region, eliminating the need for a third mesh electrode, which ensures uniform polarization when the film is located over a limited area on the anode. The transition to a two-electrode system reduces the process cost and increases its efficiency.
Установка в вакуумную камеру распылительной системы также позволит в едином вакуумном цикле с процессом поляризации наносить на рулонную сегнетоэлектрическую пленку проводящие электродные материалы, получая тем самым готовую функциональную структуру.The installation of a sputtering system in a vacuum chamber will also allow conductive electrode materials to be applied to a rolled ferroelectric film in a single vacuum cycle along with the polarization process, thereby obtaining a finished functional structure.
Таким образом технический результат изобретения заключается в повышении производительности, равномерности и эффективности процесса поляризации полимерных сегнетоэлектрических пленок большой площади толщиной от 1 до 100 мкм с использованием плазмы тлеющего разряда за счет уменьшения времени поляризации, исключения процесса принудительного нагрева и последующего охлаждения, низкой вероятности пробоя пленки в процессе поляризации, снижения технологической себестоимости.Thus, the technical result of the invention consists in increasing the productivity, uniformity and efficiency of the polarization process of large-area polymer ferroelectric films with a thickness of 1 to 100 μm using glow discharge plasma by reducing the polarization time, eliminating the process of forced heating and subsequent cooling, low probability of film breakdown during the polarization process, and reducing the process cost.
Перечень фигурList of figures
На фиг. 1 представлена схема стенда для поляризации рулона сегнетоэлектрической пленки с использованием плазмы тлеющего разряда.Fig. 1 shows a diagram of a setup for polarizing a roll of ferroelectric film using glow discharge plasma.
На фиг. 2 представлена техническая реализация вакуумной камеры с диодной системой электродов для поляризации рулона сегнетоэлектрической пленки с использованием плазмы тлеющего разряда. Fig. 2 shows the technical implementation of a vacuum chamber with a diode electrode system for polarizing a roll of ferroelectric film using glow discharge plasma.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
На фигурах обозначены: 1 - вакуумная камера; 2 - система откачки; 3 - система напуска рабочего газа; 4 - высоковольтный источник питания катода; 5 - катод; 6 - анод; 7 - система перемотки рулона пленки; 8 - ведомый вал; 9 - ведущий вал, 10 - рулон сегнетоэлектрической пленки 11 - диэлектрическая рама с возможностью изменения взаимного расположения электродов.The following are indicated on the figures: 1 - vacuum chamber; 2 - pumping system; 3 - working gas filling system; 4 - high-voltage cathode power source; 5 - cathode; 6 - anode; 7 - film roll rewinding system; 8 - driven shaft; 9 - driving shaft, 10 - ferroelectric film roll; 11 - dielectric frame with the ability to change the relative position of the electrodes.
Способ поляризации сегнетоэлектрической пленки осуществляется следующим образом. Рулон полимерной сегнетоэлектрической пленки 10, намотанный на ведомый вал 8, протягивается над анодом 6, и конец рулона закрепляется на ведущем валу 9. Вакуумная камера 1 откачивается до остаточного давления в 1 Па. Затем подается рабочий газ кислород до давления в камере 10 Па. На катод 5 источником питания 4 подается высоковольтный отрицательный потенциал до 8 кВ, чтобы между катодом и изогнутым с радиусом изгиба R анодом 6, расстояние между которыми составляет от 20 до 30 мм, зажегся тлеющий разряд. Запускается система перемотки рулона пленки 7. Скорость вращения ведущего вала 9 такова, что каждая площадка рулона пленки обрабатывается в плазме тлеющего разряда не более 5 минут. При этом должна обеспечиваться равномерность перемещения пленки с варьированием скорости не более 1%. Отрицательные ионы кислорода и электроны, сгенерированные в плазме тлеющего разряда, вытягиваются анодом 6 с нулевым потенциалом и накапливаются на поверхности медленно перематываемой пленки 10, образуя поверхностный потенциал, формирующий виртуальный электрод. В системе между виртуальным электродом и анодом 6 образуется электрическое поле, пронизывающее пленку. Взаимодействие электрических диполей сегнетоэлектрической пленки с образующимся электрическим полем приводит к ориентации этих диполей вдоль поля, что и обуславливает поляризацию пленки. Процесс поляризации рулона пленки оканчивается после того, как пленка оказывается перемотанной с ведомого вала на ведущий вал.The method of polarization of ferroelectric film is carried out as follows. A roll of polymer ferroelectric film 10, wound on a driven shaft 8, is pulled over anode 6, and the end of the roll is fixed on a driving shaft 9. Vacuum chamber 1 is evacuated to a residual pressure of 1 Pa. Then, the working gas oxygen is supplied to a pressure of 10 Pa in the chamber. A high-voltage negative potential of up to 8 kV is applied to cathode 5 by power source 4, so that a glow discharge is ignited between the cathode and anode 6 bent with a bending radius R, the distance between which is from 20 to 30 mm. Film roll rewinding system 7 is started. The rotation speed of driving shaft 9 is such that each platform of the film roll is treated in glow discharge plasma for no more than 5 minutes. In this case, uniformity of film movement must be ensured with a speed variation of no more than 1%. Negative oxygen ions and electrons generated in the glow discharge plasma are extracted by anode 6 with zero potential and accumulate on the surface of slowly rewinding film 10, creating a surface potential that forms a virtual electrode. An electric field is generated in the system between the virtual electrode and anode 6, penetrating the film. The interaction of the electric dipoles of the ferroelectric film with the resulting electric field leads to the orientation of these dipoles along the field, which causes film polarization. The film roll polarization process is completed after the film is rewound from the driven shaft onto the driving shaft.
Чем выше величина поверхностного заряда, тем выше напряженность электрического поля в образце, и, следовательно, больше диполей за более короткое время будет ориентировано вдоль этого поля, что увеличивает степень поляризации и величину пьезоэлектрического модуля. Для максимального ориентирования диполей по направлению создаваемого электрического поля необходимо создать достаточное количество заряда на поверхности пленки, что определяется временем выдержки, толщиной образца и геометрией системы.The higher the surface charge, the higher the electric field strength in the sample. Consequently, more dipoles will be oriented along this field in a shorter time, increasing the degree of polarization and the piezoelectric modulus. To maximize dipole orientation in the direction of the generated electric field, it is necessary to create a sufficient charge on the film surface, which is determined by the exposure time, sample thickness, and system geometry.
Пример осуществления изобретенияExample of implementation of the invention
Проводили поляризацию рулона длиной 10 м и шириной 120 мм моноориентированной неполяризованной (пьезоэлектрический модуль d33 = 1,1 пКл/Н) пленки PVDF-B0028 толщиной 28 мкм производства компании Poly-K (State College, PA 16803 USA) на лабораторном стенде, собранном на базе установки плазменной обработки МРС (разработка МГТУ им. Н.Э. Баумана), оснащенном диодной системой внутренних электродов и системой перемотки пленки (фиг. 2). Параметры процесса приведены в таблице 1.Polarization of a 10 m long, 120 mm wide roll of mono-oriented, non-polarized (piezoelectric modulus d 33 = 1.1 pC/N) PVDF-B0028 film with a thickness of 28 μm manufactured by Poly-K (State College, PA 16803 USA) was carried out on a laboratory bench assembled on the basis of an MRS plasma processing unit (developed by Bauman Moscow State Technical University), equipped with a diode system of internal electrodes and a film rewinding system (Fig. 2). The process parameters are given in Table 1.
Таблица 1Table 1
Измерение пьезоэлектрического модуля d33 после обработки пленки проводили методом Берлинкура на измерительном приборе YE2730A (Sinocera Piezotronics, Китай) при калиброванной нагрузке 0,25 Н и частоте 110 Гц в 6 точках на 5 образцах с размерами 20х20 мм, вырезанных из рулона поляризованной с применением плазмы тлеющего разряда пленки ПВДФ. Полученные результаты представлены в таблице 2. The piezoelectric modulus d33 after film processing was measured using the Berlincourt method on a YE2730A measuring instrument (Sinocera Piezotronics, China) at a calibrated load of 0.25 N and a frequency of 110 Hz at six points on five 20 x 20 mm samples cut from a roll of glow-discharge plasma-polarized PVDF film. The results are presented in Table 2.
Таблица 2.Table 2.
, пКл/НOverall average
, pC/N
Анализ результатов измерений пьезоэлектрического коэффициента, приведенных в таблице 2, показывает, что значения пьезоэлектрического коэффициента d33 пленок, поляризованных предлагаемым способом, вполне соответствуют заявленным производителем значениям (d33>23 пКл/H). При этом разброс значений d33 по площади образца не превышает 4%, что свидетельствует о высокой равномерности процесса поляризации полимерных сегнетоэлектрических пленок.Analysis of the piezoelectric coefficient measurement results presented in Table 2 shows that the piezoelectric coefficient values d33 for films polarized using the proposed method are fully consistent with the manufacturer's stated values ( d33 >23 pC/H). Furthermore, the spread of d33 values over the sample area does not exceed 4%, indicating high uniformity of the polarization process of polymer ferroelectric films.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2847022C1 true RU2847022C1 (en) | 2025-09-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755643C1 (en) * | 2021-02-11 | 2021-09-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Method for polarizing film from polymer material and device for its implementation |
| US11864464B2 (en) * | 2020-04-10 | 2024-01-02 | Creating Nano Technologies, Inc. | Method for polarizing piezoelectric film |
| RU2826131C1 (en) * | 2024-01-31 | 2024-09-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of polarizing polymer ferroelectrics using glow discharge plasma |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11864464B2 (en) * | 2020-04-10 | 2024-01-02 | Creating Nano Technologies, Inc. | Method for polarizing piezoelectric film |
| RU2755643C1 (en) * | 2021-02-11 | 2021-09-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Method for polarizing film from polymer material and device for its implementation |
| RU2826131C1 (en) * | 2024-01-31 | 2024-09-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of polarizing polymer ferroelectrics using glow discharge plasma |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Б.А. БАСОВ и др. Поляризация полимерных сегнетоэлектрических ПВДФ пленок на стенде плазменной поляризации МРС, XVIII международная научно-техническая конференция "Вакуумная техника, материалы и технология", Москва, ЦВК "Экспоцентр", 9-11 апреля 2024 года. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107104179B (en) | Method for polarizing polymer film, polarizing film, and electronic device | |
| CN103834052A (en) | Method for plasma treatment of insulating material to improve surface voltage-withstanding performance under vacuum | |
| RU2847022C1 (en) | Method for polymer ferroelectric films polarization by means of their movement in plasma of glow discharge | |
| JP2000269195A (en) | Semiconductor device manufacturing equipment | |
| CN108707863A (en) | A kind of preparation method of resistive diamond-like-carbon based film material | |
| RU2826131C1 (en) | Method of polarizing polymer ferroelectrics using glow discharge plasma | |
| CN103275342B (en) | Method for pulsed bias-assistant plasma high-speed treatment on organic film | |
| CN111384232A (en) | Polarization assembly | |
| CN119082684B (en) | A preparation method for improving the etching resistance of yttrium oxide coating | |
| CN101560644A (en) | Magnetron sputtering apparatus and method for manufacturing thin film | |
| JP3551319B2 (en) | Dry surface treatment method for making porous material surface hydrophilic | |
| CN116811319A (en) | Uniform polarization process of PVDF piezoelectric film | |
| JP5465912B2 (en) | Film production method | |
| TWI747556B (en) | Method for polarizing piezoelectric film | |
| CN100411216C (en) | A method for polarizing organic piezoelectric thin films | |
| JP3615188B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| RU2846966C1 (en) | Method of conducting coatings creation on surface of thin organic films of low density | |
| Yang et al. | Trap level distribution dependence of lifetime for polyimide films under repetitive impulse voltage | |
| JPH04220957A (en) | Processing method for highpolymer solid electrolyte | |
| Zhu et al. | Thermal Aging Dependent Surface Charge Characteristics of Fluorinated Oil-paper Insulation Under the Harmonic Superimposed DC Voltages | |
| CN117915535A (en) | Method and device for improving glow plasma pretreatment uniformity and repeatability | |
| Ren et al. | Electret-Enhanced Triboelectric Nanogenerator | |
| TW202601719A (en) | Methods for improving plasma uniformity and apparatus for generating uniform plasma | |
| CN121191975A (en) | Method for improving uniformity of plasmas | |
| JPH06294964A (en) | Liquid crystal alignment film surface treatment method and surface treatment apparatus |