Способ получения электретов с заданной поверхностной плотностью зарядов
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРЕТОВ С ЗАДАННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ ЗАРЯДОВ по авт.св. № 492239,.о т л ,иэлентрик 4 чающийся тем, что, с целью повышения поверхностной плотности зарядов и улучшения стабильности потенциала при воздействии повьш1енной влажности воздуха, заряженную поверхность диэлектрика разряжают до нуля при температуре 100-150с, затем заряжают в отрицательном коронном разряде до номинальной поверхностной плотности заряда при начальной температуре 140160 С в течение 7-10 мин при одновременном снижении температуры до 50 .70С. Поверхностный i заряд (Л Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (I9) SU (II) (51)4 Н 01 G 7 02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а "
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ д,:..
М, 1
" л
Поберхнаапный
JLlPk д
ДиЭПЕЮ77РЦЧ
/7раюесюые
OOHb/
CO
Сп
Иеталпизация
ФОГ. l (61) 492239 (21) 3270268/18-21 (22) 30.03.81 (46) 15.06.87. Бюл. N- 22 (72) В.Г. Бойцов, P 3. Рогинский, А.С. Скугарев, К.Л. Суханов и Б.А. Тазенков (53) 621. 319. 4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N- 492239, кл. Н 01 С 7/02, 10.07.72. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРЕТОВ
С ЗАДАННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ
ЗАРЯДОВ по авт.св. Ф 492239,.о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения поверхностной плотности зарядов и улучшения стабильности потенциала при воздействии повышенной влажности воздуха, заряженную поверхность диэлектрика разряжают до нуля при температуре 100-150 С, затем заряжают в о отрицательном коронном разряде до номинальной поверхностной плотности заряда при начальной температуре 140160 С в течение 7-10 мин при одновременном снижении температуры до 50.70 С.
95956
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при изготовлении мембран электретных мик" рофонов, телефонов и громкоговорителей и является усовершенствованием способа, описанного в авт. св.
М 492239.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения электретов с заданной поверхностной плотностью зарядов.
Способ заключается в.быстрой зарядке, например в течение нескольких секунд и менее, в зависимости от конструкции и параметров заряжающего уст.55 ройства свободной поверхности диэлектрика путем нанесения заряда нужного знака с номинальной плотностью на поверхность диэлектрика. Для устранения неконтролируемых зарядов на поверхности диэлектрика ее предварительно зануляют любым способом, например погружением в дистиллированную или деионизованную воду (с последующей про25 сушкой в течение нескольких минут при о температуре около 30-40 С) или в .ионизованном газе.
Номинальный заряд наносится на поверхность диэлектрика также любым способом, например коронным разрядом с поверхностной плотностью б (1,53) 10 Кл/м .
Однако электреты, изготовленные известным способом, обладают недостаточными величиной стабильной плотности зарядов в нормальных климатических условиях и стабильностью потенциала при воздействии повышенной относительной влажности воздуха 40 для использования их в качестве мембран высококачественных электроакустических преобразователей. Это происходит вследствие того, что при кратковременной зарядке в нормальных 45 климатических условиях электретный заряд находится на поверхности диэлектрика или проникает в объем на незначительную глубину (примерно на
О, 1 мкм) и при соприкосновении с металлическими поверхностями в конструкциях электроакустических преобразователей наблюдается значительное стекание заряда, что ведет к уменьшению стабильной плотности заряда
55 электретов в нормальных климатических условиях. При воздействии повышенной относительной влажности воздуха происходит рекомбинация элект9 2 ретного заряда, находящегося в основном на поверхности диэлектрика, с ионами жидкости и разрушение электретного состояния.
Цель изобретения — повышение поверхностной плотности зарядов и улучшение стабильности потенциала при воздействии повышенной влажности воздуха " достигается тем, что в известном способе получения электретов с заданной поверхностной плотностью зарядов по авт. св. Р 492239 путем нанесения заряда на свободную поверхность диэлектрика, включающем предварительное разряжение поверхности диэлектрика до нулевого потенциала и последующее нанесение заряда до ноо минальной плотности при 15-60 С в течение 0,1-10 с, заряженную поверхность диэлектрика разряжают до нуля при температуре 100-150 С, затем заряжают в отрицательном коронном разряде до номинальной поверхностной плотности заряда при начальной температуре 140-160 С в течение 7-10 мин при одновременном снижении температуры до 50-.70 С. !
На фиг. 1 схематично изображена исходная диэлектрическая полимерная пленка.с номинальной плотностью зарядов на ее поверхности, описанная в прототипе. В объеме диэлектрической пленки имеются хаотически заряженные ионы примесей. На фиг. 2 изображена та же пленка после разрядки в переменном коронном разряде,при темперао туре 100-150 C происходит очистка диэлектрической пленки от заряжен ных ионов примесей. Это приводит к резкому возрастанию ее удельного сопротивления. Фиг. 3 иллюстрирует зарядку "очищенной" диэлектрической полимерной пленки при температуре
140-.160 С в течение 1-3 мин . Видно, что при таких малых промежутках времени в объем полимерной диэлектричес" кой пленки проникает незначительная часть полного осажденного заряда, несмотря на то, что зарядка ведется при повышенной температуре. Стабильность заряда у такого электрета при повышенной относительной. влажности воздуха плохая, так как поверхностный заряд рекомбинирует с ионами жидкости, и после влаготренировки получается картина, изображенная на фиг. 4, из которой видно, что величина плотности заряда резко упала
3 95956 (более чем в 2 раза), следовательно, сильно понизился и электретный по.тенциал. Фиг. 5 иллюстрирует зарядку очищенной" полимерной диэлектрической пленки при температуре 140160 С в течение 7-10 мин. Видно, что в этом случае осажденный заряд почти полностью проникает в объем полимерной диэлектрической пленки, и величина стабильной плотности заряда рез- 10 ко возрастает. Фиг. 6 иллюстрирует результат воздействия повышенной относительной влажйости воздуха на такие электреты. Видно, что величина плотности заряда, остающегося после 15 воздействия повышенной относительной влажности воздуха, возрастает и -увеличивается вследствие этого также величина электретного потенциала.
Для получения электрета по пред- 20 лагаемому способу берут полимерную диэлектрическую пленку, электретированную по основному способу, с плотностью заряда на ее поверхности б = (2,5-3) 10 Кл/м и воздейству- 25 ют на нее переменным коронным разряо дом при температуре 120-130 С. Затем
"очищенную" полимерную диэлектричес9 4 кую пленку заряжают в отрицательном коронном разряде при начальной темо пературе 140-150 С в течение 8-9 мин до повышенной номинальной плотности
6,8-7,1 ° 10 Кл/м при одновременном снижении температуры до 50-60 С.
Для осуществления способа требуются заземленный электрод в виде подложки, на поверхности которОй размещаются полимерные диэлектрические пленки, электрод для нанесения зарядов, соединенный с источником постоянного напряжения и расположенный над заземленным электродом источник переменного напряжения и нагреватель, вмонтированный в заземленную подложку.
Использование предложенного способа получения электретов создает по сравнению с существующим способом условия для повышения чувствительности и электроакустических преобразователей с такими электретами в нормальных климатических условиях и улучшения ее стабильности при воздействии повышенной относительной влажности воздуха на различных стадиях производства и при их эксплуатации.
959569
Редактор О. Кузнецова
Техред М.Моргентал . Корректор A. Обручар
Заказ 2684/2
Тираж 698 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
