Способ изготовления электрета

 

Использование: в фильтрах, например, для очистки нефтесодержащих сточных вод, для очистки воздуха, а также для производства электретных конденсаторных микрофонов и телефонов. Сущность изобретения: способ изготовления электрета на основе полиэтилена осуществляют путем напыления его на подложку, в котором напыление ведут послойно: полиэтилен, нитрит натрия или сегнетова соль, или дигидрофосфат калия, или гидросульфат аммония, а затем полиэтилен, толщина полиэтиленового слоя составляет 300-500 мкм, нитрита натрия или сегнетовой соли, или дигидрофосфата калия, или гидросульфата аммония - 10-50 мкм, после каждого послойного напыления полиэтилена ведут термообработку при 180-200^oС в течение 30-40 минут, а затем охлаждают в поле коронного разряда при 25-45 кВ в течение 60-90 с. Способ позволяет увеличить величину заряда и стабильность заряда во времени. 3 табл.

Изобретение относится к способу изготовления полимерных электретов, которые могут быть использованы в фильтрах, например, для очистки нефтесодерожащих сточных вод, для очистки воздуха, а также для производства электретных конденсаторных микрофонов и телефонов.

Известен способ изготовления электрета на основе полиэтилена путем напыления его на подложку, напыление ведут электростатическим распылением дисперсного полимера с последующей термообработкой в поле коронного разряда [1] Электреты, изготовленные этим способом обладают низкой величиной заряда (Uэрп 150 В) и небольшой стабильностью его во времени (Тхр 10 20 суток).

Наиболее близким по достигаемому эффекту является способ изготовления электрета на основе полиэтилена путем напыления его на подложку струей воздушной низкотемпературной плазмы [2] Недостатком данного способа является то, что он не позволяет изготовить электрет с высокими и стабильными характеристиками.

Задачей изобретения является увеличение величины заряда и стабильности его во времени у электрета, изготовленного заявляемым способом.

Техническая задача решается способом изготовления электрета на основе полиэтилена путем напыления его на подложку, в котором напыление ведут послойно: полиэтилен, нитрит натрия или сегнетова соль, или дигидрофосфат калия, или гидросульфат аммония, а затем полиэтилен, толщина полиэтиленового слоя составляет 300-500 мкм, нитрита натрия или сегнетовой соли, или дигидрофосфата калия, или гидросульфата аммония 10-50 мкм, после каждого напыления полиэтилена ведут термообработку при 180-200^oС в течение 30-40 минут, а затем охлаждают в поле коронного разряда при 25-45 кВ в течение 60-90 с.

Характеристики используемых веществ представлены в таблицах 1, 2.

Воздействие поля коронного разряда на образцы осуществляют в газовой среде с помощью высоковольтного источника питания ВС-23, который подключается к системе игольчатых электродов, а электретная разность потенциалов оценивается компенсационным методом с вибрирующим электродом [Межвузовский сборник научных трудов "Электретный эффект и электрическая релаксация в твердых диэлектриках". М. 1984, с. 157-159] Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. На медную подложку напыляют полиэтилен толщиной 300 мкм и подвергают термообработке при 180^oС в течение 35 минут. На этот оплавленный слой полиэтилена наносят путем напыления нитрит натрия толщиной 10 мкм, после чего на слой нитрита натрия напыляют слой полиэтилена толщиной 300 мкм и подвергают термообработке при 180^oС в течение 35 минут, затем ведут охлаждение в поле коронного разряда при напряжении Uп 30 кВ и времени поляризации 60 с.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 20 мкм.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, но толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 30 мкм.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 40 мкм.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 50 мкм.

Примеры 6-10. Аналогичны примерам 1-5, но толщина слоя полиэтилена составляет 400 мкм.

Примеры 11-15. Аналогичны примерам 1-5, но толщина первого слоя полиэтилена составляет 500 мкм.

Пример 11. Аналогичен примеру 2, но формируют покрытие, где толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 40 мкм.

Пример 12. Аналогичен примеру 3, но формируют покрытие, где толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 40 мкм.

Пример 13. Аналогичен примеру 1, но формируют покрытие, где толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 50 мкм.

Пример 14. Аналогичен примеру 2, но формируют покрытие, где толщина слоя сегнетоэлектрика составляет 50 мкм.

Примеры 16-20. Аналогичны примерам 1-5, но толщина второго слоя полиэтилена составляет 400 мкм.

Примеры 21-25. Аналогичны примерам 1-5, но толщина второго слоя полиэтилена составляет 500 мкм.

Примеры 26-30. Аналогичны примерам 16-20, но толщина первого слоя полиэтилена составляет 400 мкм.

Примеры 31-35. Аналогичны примерам 21-25, но толщина второго слоя полиэтилена составляет 500 мкм.

Пример 36. Аналогичен примеру 27, но покрытие формируют при температуре 190^oС.

Пример 37. Аналогичен примеру 27, но покрытие формируют при температуре 200^oС.

Пример 38. Аналогичен примеру 27, но покрытие подвергалось термообработке в течение 30 минут.

Пример 39. Аналогичен примеру 27, но покрытие подвергалось термообработке в течение 40 минут.

Пример 40. Аналогичен примеру 27, но покрытие поляризуют при напряжении 25 кВ.

Пример 41. Аналогичен примеру 27, но покрытие поляризуют при напряжении 35 кВ.

Пример 42. Аналогичен примеру 27, но покрытие поляризуют при напряжении 45 кВ.

Пример 43. Аналогичен примеру 27, но покрытие поляризуют в течение 70 с.

Пример 44. Аналогичен примеру 27, но покрытие поляризуют в течение 80 с.

Пpимеp 45. Аналогичен примеру 27, но покрытие поляризуют в течение 90 с.

Пример 46. Аналогичен примеру 27, но в качестве сегнетоэлектрика используют сегнетову соль.

Пример 47. Аналогичен примеру 27, но в качестве сегнетоэлектрика используют дигидроортофосфат калия.

Пример 48. Аналогичен примеру 27, но в качестве сегнетоэлектрика используют гидросульфат аммония.

Пример 49. Аналогичен примеру 27, но покрытие формируют на алюминиевой подложке.

Пример 50. Аналогичен примеру 49, но в качестве сегнетоэлектрика используют сегнетову соль.

Пример 51. Аналогичен примеру 49, но в качестве сегнетоэлектрика используют дигидроортофосфат калия.

Пример 52. Аналогичен примеру 49, но в качестве сегнетоэлектрика используют гидросульфат аммония.

Пример 53. Аналогичен примеру 27, но покрытие формируют на фторопластовой подложке.

Пример 54. Аналогичен примеру 53, но в качестве сегнетоэлектрика используют сегнетову соль.

Пример 55. Аналогичен примеру 53, но в качестве сегнетоэлектрика используют дигидрофосфат калия.

Пример 56. Аналогичен примеру 53, но в качестве сегнетоэлектрика используют гидросульфат аммония.

Пример 57. Аналогичен примеру 27, но покрытие формируют на подложке из силикатного стекла.

Пример 58. Аналогичен примеру 57, но в качестве сегнетооэлектрика используют сегнетову соль.

Пример 59. Аналогичен примеру 57, но в качестве сегнетоэлектрика используют дигидрофосфат калия.

Пример 60. Аналогичен примеру 57, но в качестве сегнетоэлектрика используют гидросульфат аммония.

Пример 61. Формирование полиэтиленового слоя на поверхности твердых тел проводят в процессе распыления дисперсного полимера (0-250 мкм) струей низкотемпературной плазмы (прототип).

Режимные условия получения электретов и их свойства представлены в таблице 3.

Из данных, представленных в таблице 3, можно заключить, что начальная электретная разность потенциалов у электретов, полученных по заявляемому способу, увеличивается на 20-300% а электретная разность потенциалов после 50 суток хранения увеличивается от 2,5 до 12 раз по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ изготовления электрета на основе полиэтилена путем напыления его на подложку, отличающийся тем, что напыление ведут послойно: полиэтилен, нитрит натрия или сегнетова соль, или дигидрофосфат калия, или гидросульфат аммония, полиэтилен, толщина полиэтиленового слоя составляет 300 500 мкм, нитрита натрия или сегнетовой соли, или дигидрофосфата калия, или гидросульфата аммония 10 50 мкм, после каждого послойного напыления полиэтилена ведут термообработку при 180 200^oС в течение 30 40 мин, а затем охлаждают в поле коронного разряда при 25 45 кВ в течение 60 90 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8