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PVDF(聚偏氟乙烯)作为一种性能优异有机压电材料,具备独特的柔韧性、低密度与无铅环保特性,在新型柔性电子与智能系统中具有重要地位。研究表明,通过对聚合物链结构的设计与制备工艺的调控,PVDF及其共聚物(如P(VDF-TrFE))不仅广泛应用于传感器、能量收集器和制动器等传统领域,更在非易失性存储器、光电探测、晶体管及嵌入式电容器等前沿纳米电子器件中展现出广阔应用潜力。因此,开发一种可兼顾均匀性、可控性与规模化生产的薄膜制备工艺,成为推动其产业化应用的关键。
传统制备方法的瓶颈与挑战
目前常见的PVDF薄膜制备方法主要包括:
1流延法与旋涂法
工艺简单,但所成薄膜通常需后续拉伸、极化或高温淬火处理以诱导压电相,过程繁琐且难以实现大面积均匀处理,制约其规模化生产。

2静电纺丝法
虽可实现自极化,但薄膜结构多为多孔纤维网络,面内取向极化、表面粗糙度高,限制了其在精密微电子器件中的应用可靠性。
这些方法在膜层均匀性、极化效率与工艺集成度方面的不足,呼唤一种更具可控性与适应性的新型制备技术。

优质均匀的薄膜制备新途径
超声喷涂技术基于高频声波振动将液体转化为微米级均匀雾滴,实现精准、可控的沉积过程,特别适用于功能性聚合物薄膜的制备。其在PVDF薄膜制备中的显著优势包括:
1精简工序,质稳效优
减少后处理环节,提升制备效率与膜层一致性。
2薄膜质量良好
超声雾化产生细小且均匀的液滴,可形成低粗糙度、低孔隙率的致密薄膜,有利于提升器件性能与稳定性。
3适应性强,支持复杂应用
可在多种基材(柔性、刚性、曲面)上喷涂,适用于复杂结构与图案化器件开发,为柔性电子与定制化器件提供制造可能。
4便于适配规模化量产
设备成本低、喷涂速度快、均匀性好,具备从实验室样品到大面积连续生产的平滑过渡潜力。
超声喷涂技术展望
随着柔性电子、物联网与可穿戴技术的发展,对性能优异、轻量化、环保型压电材料的需求日益增长。超声喷涂技术作为一种可控、工艺兼容性强的薄膜制备方法,不仅适用于PVDF,还可扩展到其他功能性聚合物复合材料体系,有望在能源收集、传感、存储及显示等多类器件中发挥作用。

图1.东方金荣超声Siansonic的桌面型超声波喷涂设备
关于东方金荣
北京东方金荣超声电器有限公司自1986年起,长期深耕于压电陶瓷技术与基于超声喷涂技术的超声喷涂系统的研发与制造。公司依托材料–设备–工艺配套技术能力,为客户提供从薄膜结构设计、工艺优化到量产喷涂的一体化配套解决方案。我们致力于推动超声喷涂技术在聚合物薄膜制备中的创新应用,助力科研与产业推进材料到器件的产业化落地。