專利名稱：：壓電聚合物膜元件、尤其是聚合物箔及其制造方法壓電聚合物膜元件、尤其是聚合物箔及其制造方法本發(fā)明涉及壓電聚合物膜元件，尤其是聚合物箔，包括聚合物基材，其中在聚合物基材中布置有空心顆粒。此外，本發(fā)明涉及用于制造這樣的聚合物膜元件的方法。聚合物和聚合物復合材料已經大量地被用于商業(yè)應用。在這種情況下，功能聚合物作為有功分量在傳感器-和驅動器應用中日益重要。近年來，一種新種類的壓電聚合物，所謂的鐵電駐極體，日益成為研究熱點。鐵電駐極體也稱為壓電駐極體。鐵電駐極體由具有可長時間存儲電荷的空腔結構的聚合物材料構成。一些公知的鐵電駐極體具有多孔空腔結構且形成為發(fā)泡聚合物膜或聚合物膜的多層體系或聚合物織物。如果電荷根據(jù)其極性分布在空腔的不同表面，則每一個帶電的空腔是一個電偶極。如果現(xiàn)在使空腔變形，這將引起偶極尺寸的改變并導致外部電極之間的電流。鐵電駐極體能夠顯示出與其它壓電物質可比較的壓電活性。在US4654546中描述了一種用于制造作為鐵電駐極體膜的前體的聚丙烯泡沫膜的方法。在此，將填料顆粒摻入該聚合物膜。例如釆用二氧化鈦作為填料。在擠出之后雙軸拉伸聚丙烯膜，這樣在填充顆粒周圍形成小的空腔。這種方法此后也用于其它聚合物。因而，例如，M.Wegener,M.Paajanen,0.Voronina,R.Schulze,W.Wirges和R.Gerhard-Multhaupt在“Voidedcyclo-olefinpolymerfilmsFerroelectretswithhighthermalstability”，第12屆國際駐極體研討會匯編(IEEEServiceCenter,Piscataway,NewJersey,USA2005)47-50(2005)中和EettaSaarimakl5MikaPaajanen,Ann-MariSavijarvi和HannuMinkkinen，MichaelWegene；01enaVoronina,RobertSchulze,WemerWirges和ReimundGerhard-MuIthaupt在“NovelHeatDurableElectromechanicalFilmProcessingforElectromechanicalandElectretApplications，，，IEEETransactionsonDielectricsandElectricalInsulation13，963-972(十月2006)中描述了環(huán)烯徑共聚物(COC)和環(huán)烯烴聚合物(COP)的鐵電駐極體膜的制造。發(fā)泡聚合物具有會出現(xiàn)泡沫大小分布廣范的缺點。由此，在隨后的充電步驟中，不是所有的泡沫都能夠均勻良好地充電。用于制備發(fā)泡鐵電駐極體聚合物膜的另一方法是使用超臨界液體，例如用二氧化碳直接物理發(fā)泡均質膜。在AdvancedFunctionalMaterials17，324-329(2007)，WernerWirges,MichaelWegener,OlenaVoronina,LarissaZirkel和ReimundGerhard-Multhaupt“Optimizedpreparationofelasticallysoft，highpiezoelectric,cellularferroelectretsfromnonvoidedpoly(ethyleneterephthalate)films”中和在AppliedPhysicsLetters90，192908(2007)，P.Fang，M.Wegener,W.Wirges,和R.GerhardLZirkel“Cellularpolyethylene-naphthalateferroelectretsFoaminginsupercriticalcarbondioxide,structuralandelectricalpreparation，andresultingpiezoelectricity，，中，該方法用聚酉旨材料，以及在AppliedPhysicsA!MaterialsScience&Processing90，615-618(2008)，0.Voronina,M.Wegener,W.Wirges,R.Gerhard,L.Zirkel，和H.Miinstedt“Physicalfoamingoffluorinatedethylene-propylene(FEP)copolymersinsupercriticalcarbondioxidesinglefilmfluopolymerpiezoelectrets”中描述了選擇氟聚合物(氟化乙稀-丙烯共聚物)。在X.Zhang,J.Hillenbrand和G.M.Sessler“Thermallystablefluocarbonferroelectretswithhighpiezoelectriccoefficient'AppliedPhysicsA,第84卷，第139-142頁，2006中和“Ferroelectretswithimprovedthermalstabilitymadefromfusedfluorocarbonlayers，，，JournalofAppliedPhysics,第101卷，第054114頁，2007,以及在XiaoqingZhang,JinfengHuang和ZhongfuXia“Piezoelectricactivityandthermalstabilityofcellularfluocarbonfilms”PHYSICASCRIPTA，第T129卷，第274-277頁，2007中的的出版物中，描述了通過在得自至少三層的以交替順序彼此疊置的FEP和PTFE層的聚合物堆垛上印刷金屬格柵來使聚合物層結構化。通過在高于FEP熔點且低于PTFE熔點的溫度下用格柵壓緊這些層，該聚合物層按照格柵結構這樣彼此結合，使得在格柵條之間形成具有矩形基底的拱形或泡狀空腔。但是，這些方法導致具有不同品質的鐵電駐極體，因為首先隨增加的層數(shù)很難能夠控制形成均勻的空腔。另一種使用格柵制造泡狀空腔的方法由R.A.C.Altafim,H.C.Basso,R.A.P.Altafim,L.Lima,C.V.DeAquino,L.GonalvesNeto和R.Gerhard-Multhaupt描述于“Piezoelectretsfromthermo-formedbubblestructuresoffluoropolymer-electretfilms，，，IEEETransactionsonDielectricsandElectricalInsulation,第13卷，No.5,第979-985頁，2006中。在此，將兩個上下疊置布置的特氟龍-FEP膜布置在金屬格柵和上部的圓柱體形金屬部分之間。將此結構以金屬格柵壓緊在具有用于連接真空的開口的下部圓柱體形金屬部分。通過上部金屬部分加熱FEP膜，且通過與下部金屬部分施用的真空將下部的膜吸入格柵的開口并且形成相應的空腔。所描述的使用格柵以在聚合物多層復合體中形成空腔的方法耗費多且難以轉化成大工業(yè)規(guī)模。對于商業(yè)應用而言，例如對于傳感器系統(tǒng)、驅動器系統(tǒng)和生成器系統(tǒng)壓電材料也具有日以增加的興趣。在此情況下，制造方法在工業(yè)規(guī)模中的可應用性對于經濟性來說是必要的。因此，本發(fā)明以提供新的可替代的壓電材料和可替代的用于制造這樣的壓電駐極體材料的方法的目的為基礎，用此方法可制成給定的壓電駐極體空腔結構并且其也可以簡單而費用不大地在大工業(yè)的和工業(yè)的規(guī)模上實施。根據(jù)本發(fā)明，提出了一種壓電聚合物膜元件，尤其是聚合物箔，其包括聚合物基材，其中空心顆粒布置在該聚合物基材中。換而言之，根據(jù)本發(fā)明，提供了得自含空心顆粒作為填料的聚合物材料的膜?！翱招念w?！庇绕淇杀焕斫鉃樵趯刖酆衔锘闹熬哂写_定的形狀和包含在其中的確定的空腔體積的顆粒。優(yōu)選基本上保持此形狀直至根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件的制造結束。這樣可以有利地預先確定空腔結構，尤其是空腔本身的形狀和尺寸。空心顆?？梢跃哂欣缜驙畹幕蚣氶L的形狀。在根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜元件，特別是聚合物箔中的空腔體積可有利地通過空心顆粒的尺寸和密度，例如聚合物膜每面積單位的空心顆粒的數(shù)目來精確地確定。空心顆粒的分布，即空心顆粒彼此之間的平均(最大)距離，可根據(jù)所希望的聚合物膜元件的性質適當選擇。在本發(fā)明的一個實施方式中，空心顆粒可以形成空心球和/或空心線(管)的形狀。空心顆粒優(yōu)選具有盡可能小的尺寸分布。特別地，空心顆粒不僅可以具有基本上相同的高度，還可以具有基本上相同大小的空腔直徑。這里，空心顆粒的高度被理解為在聚合物膜的厚度方向上的(外部的)高度。這里，“基本上相同的高度”和“基本上相同大小的直徑”可被理解為空心顆粒具有在例如小于5%，尤其是小于1%的制造生產容許偏差范圍的相同的高度和/或相同的直徑。如果在聚合物膜元件中的空心顆粒在其大小和幾何上制作盡可能均一，則將有利地特別良好地優(yōu)化壓電聚合物膜元件的其它條件和特性，例如極化過程或諧振頻率的調整。如此調整空心顆粒的尺寸，尤其是高度和/或直徑對聚合物基材厚度的比例，使得聚合物基材完全包圍空心顆粒。特別地，形成為聚合物膜的聚合物基材可具有連續(xù)的平面表面。根據(jù)本發(fā)明，與該聚合物基材相比，空心顆粒的體積比可為>10體積％，優(yōu)選^15體積％，更優(yōu)選>20體積％。但是，根據(jù)本發(fā)明，更大的空心顆粒的體積比，例如>50體積％，或者甚至>60體積％的空心顆粒也是可能的。根據(jù)本發(fā)明，在每一種情況下，空心顆粒和聚合物基材的體積份額總計為100體積％?？招念w粒的大小，尤其是高度和/或直徑，優(yōu)選可以如此選擇，使得在根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件完成之后，得到的總空腔體積盡可能地大。例如，空心顆?？删哂袕腲lum至<800V-m,尤其是從彡2um至<300um,尤其是從彡5um至<100um的高度，和/或從彡Ium至彡500um，尤其是從彡2um至彡300um，尤其是從彡5um至彡100um的直徑。優(yōu)選地，空心顆粒由基本上不導電和/或不可電極化的材料形成。空心顆粒既可以被均勻地也可以被不均勻地分散在聚合物基材中排布。特別地，空心顆?？梢跃鶆蚍植嫉姆绞脚渲谩５?，取決于根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件和任選以此制造電機換能器的具體應用領域，也可以有利地，尤其是有針對性地局部分散不均勻分布地排布空心顆粒。此外，在次優(yōu)選的實施方式中，排布在聚合物基材中的空心顆粒可以以相同或不同的形狀形成。尤其可以將大量的以第一種形狀形成的空心顆粒和大量的以第二種形狀形成的空心顆粒以及任選大量的以第三種形狀形成的間隔元件等排布在聚合物基材中。在此情況下，以不同形狀形成的空心顆粒可再度均勻或不均勻地分散排布。特別地，根據(jù)本發(fā)明提供的壓電聚合物膜元件的電機性質，特別是壓電性質尤其可以通過空心顆粒形狀、空心顆粒排布和/或空心顆粒分布的選擇來調整?？招念w?？苫旧稀⑷芜x彼此獨立地由所有適合于在空腔中實現(xiàn)極化過程并且在充電過程之后分離和存儲形成的電荷的材料形成。根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物元件的另一實施方式中，空心顆?？捎刹ＡЩ蚓酆衔镆嗷蚧旧喜粚щ?、不可電極化的陶瓷材料形成。例如，空心顆?？捎傻V物玻璃，尤其是硅玻璃或石英玻璃形成。用于形成根據(jù)本發(fā)明的空心顆粒的聚合物幾乎可任意選擇。優(yōu)選選擇具有良好的電荷存儲器和良好的駐極體性質的聚合物材料用于空心顆粒。作為這樣的聚合材料示范性的可以是聚碳酸酯，全氟化的或部分氟化的聚合物和共聚物，如PTFE、氟乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基乙烯(PFA)，聚酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，環(huán)烯烴聚合物，環(huán)烯烴共聚物，聚酰亞胺，尤其是聚醚酰亞胺、聚醚、聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯及其共混聚合物。采用這些材料可得到良好的至非常良好的壓電活性。根據(jù)本發(fā)明的廣泛的材料選擇也可有利地實現(xiàn)對確定用途的調整。特別地，可以以玻璃球和/或聚合物球和/或玻璃線和/或聚合物線和/或陶瓷球和/或線的形式形成空心顆粒。在根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件的一個實施方案中，聚合物基材可由不導電的聚合物或不導電的聚合物混合物構成，尤其由彈性體構成，其中根據(jù)本發(fā)明，不傳導意指聚合物具有足夠高的電阻，以實現(xiàn)適合的極化過程。在一個優(yōu)選的實施方式中，聚合物基材可由聚氨酯彈性體、硅酮彈性體、丙烯酸酯彈性體或橡膠或其混合物構成。采用這些比較起來柔軟的材料，可得到根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜元件的特別高的壓電常數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，聚合物基材的剛度可以有利地針對特定的要求和/或用途來調整。根據(jù)本發(fā)明，聚合物基材可由所有適合于在空腔中實現(xiàn)極化過程并且在充電過程之后分離和存儲形成的電荷的材料形成。例如，聚合物基材可由至少一種聚合物尤其是作為粘合劑形成，所述聚合物選自優(yōu)選由彈性體的橡膠衍生物、聚酯樹脂、不飽和聚酯、醇酸樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂、酰氨基樹脂、酮樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、苯氧基樹月旨、聚烯烴、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、硅樹脂、聚氨酯、尤其是單-或雙組分聚氨酯樹脂或硅樹脂及上述聚合物的混合物所組成的組。在另一實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件的聚合物基材，尤其是聚合物箔，可具有從彡5iim至彡lOOOiim，優(yōu)選從彡IOiim至彡500ym，例如從彡20ym至^250um的厚度(D)。此外，本發(fā)明涉及用于制造壓電聚合物元件的方法，包括步驟A)提供空心顆粒以及B)將空心顆粒引入聚合物基材C)使聚合物基材成形為聚合物膜。聚合物的合適的空心顆粒例如可以通過用選擇的聚合物材料環(huán)繞發(fā)泡劑例如異丁烷或異丙烷，和隨后有控制的加熱制備。對于陶瓷材料，存在使用所謂的致孔劑用于在顆粒中形成空腔的可能性，所述致孔劑可例如在燒結過程中毫無殘留地去除?；蛘吆线m的空心顆粒，例如3M公司的玻璃空心球，是商業(yè)可得的。例如，根據(jù)本發(fā)明，玻璃空心球3MGlassBubblesK1、3MGlassBubblesK1、3MGlassBubblesK15、3MGlassBubblesS38或3MGlassBubblesS60是合適的。聚合物基材中空心顆粒的引入例如可通過混入聚合物材料中進行,例如混入隨后被熔化的或已經熔化的形成聚合物基材的熱塑性材料的粒料中。于是然后可將聚合物基材的聚合物材料與分布于其中的空心顆粒固化，例如干燥和/或交聯(lián)和/或凝固。這可例如通過用紫外線輻照、通過用紅外光輻照和/或干燥的方式加熱進行。例如，提供的空心顆粒可與雙-組分硅樹脂的第一種組分混合，并且隨后可將硅樹脂的第二種組分加入此混合物并重新混合。然后，可將具有空心顆粒的聚合物材料混合物進一步加工成形為例如聚合物膜。聚合物材料例如也可以以溶解的形式或摻以溶劑來提供，這樣將空心顆粒引入聚合物材料溶液或由溶劑充分軟化的聚合物材料中。具有引入的空心顆粒的聚合物材料的加固可隨后通過干燥，即去除溶劑來進行。所述干燥例如可通過在室溫下蒸發(fā)施行。但是，也可以加熱和/或借助于空氣流促進或加速進行。在根據(jù)本發(fā)明的用于制造聚合物膜元件的方法的步驟C)中，聚合物基材可由聚合物材料形成和/或成形為聚合物膜。由此方法形成的產品，即聚合物膜元件，可為包含空心顆粒作為填料的聚合物箔。在一實施方式中，在所述方法的步驟C)中，具有得自引入空心顆粒的聚合物材料的聚合物膜元件的形成和/或成形可通過擠出或樹脂注塑來進行。在熱塑性聚合物材料的情況下，也可以考慮其它公知的用于聚合物材料成形為聚合物膜的熱塑性加工工藝，例如注塑。聚合物元件，尤其是根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜的形成同樣可通過成膜方法進行，如其由漆的使用也是已知的，例如在基材上使用漆并任選隨后從基材上揭下聚合物膜。這樣的方法的例子有刀涂、漆旋涂(旋涂)、浸涂、噴涂、簾涂、噴嘴施加(狹縫式涂布)和/或以及棍涂方法，例如HardoMaschinenbauGmbH(BadSalzuflen,德國)的熱熔粘結劑用棍涂器。本發(fā)明同樣包括，通過例如上述的成膜方法，例如通過漆旋涂將聚合物基材直接施加在電極上，這樣，隨后的形成的聚合物膜的揭下可有利地省略。所述電極例如可以是金屬小片。根據(jù)本發(fā)明，在本方法的一實施方案中，用于形成聚合物基材的聚合物材料可包含至少一種聚合物，所述聚合物優(yōu)選選自橡膠、橡膠衍生物、不飽和聚酯、醇酸樹脂、酚醛樹月旨、氨基樹脂、酰氨基樹脂、酮樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、苯氧基樹脂、聚烯烴、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯基醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、硅樹脂、聚氨酯及上述聚合物的混合物的彈性體的聚合物材料。特別地，可使用單-或雙組分硅樹脂或單-或雙組分聚氨酯作為用于聚合物基材的聚合物材料。在一個根據(jù)本發(fā)明的方法實施方案中，在步驟D)中可采用相反的電荷實施聚合物膜的充電。特別地，通過施用高電場，在顆粒的空腔中產生偶極子。在根據(jù)發(fā)明的方法的另一實施方式中，可包括施加電極至聚合物膜元件，尤其是聚合物箔的表面作為步驟E)。在本發(fā)明范圍內，既可以先施行工藝步驟D)，然后施行加工藝步驟E)，也可以先施行工藝步驟E)，然后施行工藝步驟D)。步驟D)中的充電例如可通過直接充電，即施用高電場、在電極上施用電壓或通過電暈放電進行。特別地，可通過雙電極電暈放電布置進行充電。在此情況下，針電壓可為至少彡10kV，例如至少彡25kV，尤其是至少彡30kV。在此情況下，充電時間可為至少彡20s，例如至少彡30s,尤其是至少彡lmin?？山柚诒绢I域技術人員公知的方法在步驟E)中將電極施加在聚合物膜元件上。為此適用的方法例如是，例如物理氣相沉積(英語physicalvapourdepositionPVD)、派射、和/或蒸發(fā)鍍膜、化學氣相沉積(英語chemicalvapourdepositionCVD)、印刷、刀涂和旋涂。電極也可以以預制的形式膠粘。電極材料可以是本領域技術人員公知的導電材料。為此，合適的材料例如是金屬、金屬合金、半導體、導電的低聚物或聚合物如聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯、導電的氧化物或者混合氧化物如氧化銦錫(ITO)、或者用導電填料填充的聚合物。作為用于用導電填料填充的聚合物合適的是例如金屬如銀、鋁和/或銅，導電碳基材料例如炭黑，碳納米管(CNT)，石墨烯或者導電的低聚物或聚合物。這里，聚合物的填充含量優(yōu)選在高于滲濾閾值，其特征在于，導電填料形成了連續(xù)的導電路徑。有利的是，根據(jù)本發(fā)明的制造方法的所有過程步驟至少部分可自動化。在本發(fā)明范圍內，也可構造電極。例如，可如此構造電極，使得壓電聚合物元件具有主動區(qū)和被動區(qū)。所述電極尤其可如此構造，使得尤其在傳感器模式中信號能夠被局部檢測到和/或尤其在驅動器模式中主動區(qū)域能夠被有針對性地觸發(fā)。這可以例如通過在主動區(qū)中提供電極，而被動區(qū)不具有電極來實現(xiàn)。此外，本發(fā)明涉及具有至少一種含有空心顆粒作為填料的第一聚合物膜的電機換能器。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的電機換能器包括至少一種根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜。此夕卜，所述電機換能器可包括至少兩個電極，尤其是電極層，其中一個電極接觸聚合物膜的第一表面且另一電極接觸聚合物膜的第二表面。關于本發(fā)明的電機換能器的其他特征，在此詳盡參閱與根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的用途相關的解釋。本發(fā)明還提供根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件或電機換能器作為傳感器、生成器和/或驅動器，例如在電機的和/或電聲的領域中，特別是在由機械振動產生能量(能量采集)、聲學、超聲波、醫(yī)學診斷、聲學顯微技術、機械傳感器技術特別是壓力_、應力-和/或應變傳感器技術、機器人和/或通訊技術特別是擴音器、振動換能器、光偏轉器、膜、用于玻纖光學的調節(jié)器、熱電探測器、電容器和控制系統(tǒng)領域的應用。關于本發(fā)明用途的其他特征，在此詳盡參閱與根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的聚合物元件以及根據(jù)本發(fā)明的電機換能器相關的解釋。下面以示例性方式結合附圖解釋本發(fā)明，而非將本發(fā)明限制于這些實施方式中。其中圖I圖示了通過根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜元件的第一種實施方式的橫截面圖。圖2圖示了在極化后通過根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜元件的另一實施方式的橫截面圖。圖I圖示了通過根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件I的第一種實施方式的橫截面圖，其包括聚合物基材2以及布置在其中的具有內含空腔4的空心顆粒3。為了清楚起見，在一層中僅顯示了9個空心顆粒3。本發(fā)明不應由此被限制。根據(jù)本發(fā)明，空心顆粒3也可以在多層中統(tǒng)計分布、彼此摻入和/或在聚合物基材2中疊置排布?？招念w粒3成形為空心球且具有基本上相同的高度和基本上相同的直徑。這里，“基本上”特別地意指包括由生產引起的尺寸和/或高度的差異。在顯示的根據(jù)本發(fā)明的壓電聚合物膜元件I的第一種實施方式的范圍內，聚合物基材2可由彈性體的聚合物材料形成。在此情況下，空心顆粒3可優(yōu)選地由不導電的且不可極化的材料，例如由玻璃、聚合物材料或陶瓷材料形成，且可在例如通過擠出所選擇的聚合物材料將聚合物基材最終成形為聚合物膜之前，混入聚合物材料中。圖2圖示了通過根據(jù)本發(fā)明的圖I的聚合物膜元件I的另一種實施方式的橫截面圖。在聚合物基材2的表面上平面施加電極5、5’。5、5’的施加例如可通過物理氣相沉積、濺射、和/或蒸發(fā)鍍膜、化學氣相沉積、印刷、刀涂、旋涂或粘上預制電極進行。在此實施方式中，聚合物元件I已經被極化，即空心顆粒3的空腔4用相反的電荷充電。極化例如可通過電暈放電進行。有利地，根據(jù)本發(fā)明的制造方法的所有過程步驟可至少部分地自動化。通過下面給出的實施例意在進一步解釋本發(fā)明，而非限制于此。例I得自柔軟的彈性聚合物基材和引入其中作為填料的玻璃空心球的壓電聚合物膜元件的制造。WackerElastosilRV625用作聚合物基材材料。WackerElastosil材料是雙-組分娃樹脂體系。基于體積計，在所使用的WackerElastosil中組分A與組分B的混合比是A:B=9:I。使用玻璃空心球，既3M公司的3MGlassBubblesKl作為空心顆粒。WackerElastosil聚合物基材與玻璃空心球的比例是83體積％17體積％，其中在每一種情況下聚合物基材材料和玻璃空心球的體積份額合計總為100體積％。首先將玻璃空心球與Elastosil的組分A在SpeedMixer中以2700轉/分鐘混合。然后將Elastosil的組分B添加入其中，且在SpeedMixer中以2700轉/分鐘再次混合I分鐘。將聚合物基材材料和玻璃空心球的材料混合物旋涂在青銅基底上。將旋涂時的轉數(shù)調整至600-1000轉/分鐘之間，持續(xù)30至120秒。然后將樣品在爐中在80°C熱處理24小時。將樣品用無格柵的_15kV電暈的針電壓極化。然后將聚合物膜從基底上取下且用動態(tài)方法在2Hz頻率下測量壓電系數(shù)。在極化后立即測量的壓電系數(shù)為45pC/N。用于制造的壓電聚合物膜元件的d33壓電常數(shù)的機械動態(tài)測量的實驗構建和測量的實施。原則上需要下面的三個主要部分用于測量裝置力產生器、力測量儀和電荷測量計。作為力產生器選擇Brilel&Kjaer的電振動激勵器型號4810。振動激勵器使得施加給定的依賴于輸入電壓的力成為可能。將振動激勵器被安裝在可移動的平臺上，其位置在垂直方向上可手動調節(jié)。為夾緊樣品，振動激勵器的高度可調節(jié)性是必需的。此外，借此也可調節(jié)測量所需的靜態(tài)預壓。為了控制振動激勵器，結合Brilel&Kjaer的功率放大器型號2718使用StanfordResearchSystems的函數(shù)產生器DS345。使用Burster的力傳感器型號8435作為力測量儀。所述力傳感器設計的壓力和拉力測量范圍均在0至200N的范圍。但是，力的作用僅允許垂直進行，這樣沒有側向力的分量或扭矩作用在傳感器上。為了保證這一點，使力傳感器配備以具有在其中幾乎無摩擦滑動的不銹鋼螺栓的圓柱形壓力導軌。在螺栓的自由端上有兩厘米寬的拋光的片，其作為樣品的支撐面起作用。用Burster的模塊式放大器型號9243采集力傳感器的信號且進一步傳導至示波器G0ULD4094。作為電荷測量計使用Briiel&Kjaer的電荷放大器型號2635。電荷放大器可以米集最小0.IpC的電荷。為了測量表面電荷，必須將樣品的兩側與該電荷放大器電連接。與樣品的下側的電接觸通過其自身與整個結構相連的支撐面實現(xiàn)。樣品的上側通過施壓黃銅沖頭與電荷放大器電連接。將所述沖頭通過在振動激勵器上的有機玻璃頂蓋與造構的其它部分電絕緣，且通過電纜與電荷放大器相連。電纜應盡可能地薄且柔，以避免機械應力和由此造成測量結果有誤。最后，將測得的信號從電荷放大器傳導至示波器。根據(jù)標準，調節(jié)3N的預壓(靜態(tài)的)且用IN的振幅(動態(tài)的)測量。權利要求1.壓電聚合物膜元件(I)，尤其是聚合物箔，包括聚合物基材(2)，其特征在于，在所述聚合物基材(2)中布置有空心顆粒(3)。2.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其特征在于，所述空心顆粒(2)以球和/或線的形式構成。3.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其中所述空心顆粒(2)由玻璃、聚合物或陶瓷材料構成。4.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其特征在于，所述空心顆粒(2)具有從^lum至<800V-m的高度和/或從彡Ium至<800um的直徑。5.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其特征在于，所述聚合物基材(2)由不導電的聚合物或不導電的聚合物混合物形成。6.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其特征在于，所述聚合物基材(2)由彈性體形成。7.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其特征在于，所述聚合物基材(2)由聚氨酯彈性體、硅樹脂彈性體、丙烯酸酯彈性體和/或橡膠或其混合物形成。8.根據(jù)權利要求I的壓電聚合物膜元件(I)，其特征在于，所述聚合物基材具有從≥IOum至≤1000um的厚度。9.用于制造壓電聚合物膜元件(I)，尤其是聚合物箔的方法，包括步驟(A)提供空心顆粒(3)以及(B)將空心顆粒(3)引入得自聚合物材料的聚合物基材(3)中(C)使聚合物基材(2)成形為聚合物膜。10.根據(jù)權利要求9的方法，其特征在于，在步驟C)中聚合物膜的成形通過擠出、樹脂注塑、注塑或通過刀涂、漆旋涂(旋涂)、浸涂、噴涂、簾涂、噴嘴施加至基材上并任選隨后從基材上揭下聚合物膜來進行。11.根據(jù)權利要求9的方法，其中所述聚合物材料包含選自至少一種選自橡膠、橡膠衍生物、不飽和聚酯、醇酸樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂、酰氨基樹脂、酮樹脂、二甲苯-甲醛樹月旨、環(huán)氧樹脂、苯氧基樹脂、聚烯烴、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯基醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、硅樹脂、聚氨酯及上述聚合物的混合物。12.根據(jù)權利要求9的方法，其特征在于，所述方法包括步驟D)采用相反的電荷對所述聚合物膜元件，尤其是在空心顆粒(3)中的空腔(4)充電。13.根據(jù)權利要求9的方法，其特征在于，所述包括步驟E)在所述聚合物膜的表面施加電極(5、5，)。14.電機換能器,包含-至少一個包含空心顆粒(3)作為填料的第一聚合物膜(I)。15.根據(jù)權利要求I的聚合物膜元件(I)或根據(jù)權利要求14的電機換能器作為傳感器、生成器和/或驅動器的用途。全文摘要本發(fā)明涉及一種壓電聚合物膜元件(1)，尤其是聚合物箔，包括聚合物基材(2)，在所述聚合物基材(2)中布置有空心顆粒(3)，以及一種用于制造這樣的壓電聚合物膜元件的方法，包括步驟A)提供空心顆粒(3)和B)將空心顆粒(3)引入得自聚合物材料的聚合物基材(2)中以及C)使聚合物基材(2)成形為聚合物膜。此外，本發(fā)明包括一種包括至少一個包含空心顆粒(3)作為填料的第一聚合物膜(1)的電機換能器。文檔編號H01L41/45GK102804437SQ201080055138公開日2012年11月28日申請日期2010年11月29日優(yōu)先權日2009年12月4日發(fā)明者W·延寧格,J·瓦格納,R·格哈德,W·維爾格斯申請人:拜耳知識產權有限責任公司