1.一种摩擦纳米发电机摩擦层材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将摩擦层A和摩擦层B进行激光蚀刻,以使摩擦层A底面的粗糙度达到30~90%,摩擦层B顶面的粗糙度达到30~90%;
2)对摩擦层A底面和摩擦层B顶面分别进行等离子处理,等离子处理的时间为1~
120min,等离子处理的电压为5~15KV,等离子处理的电流为0.5~0.6A;
其中:
摩擦层A的厚度为10~100μm,摩擦层A采用策略1或策略2,策略1:所述摩擦层A为由聚丙烯腈或聚四氟乙烯铺展成的薄膜;
策略2:制备摩擦层A的方法为:制备易得电子高分子材料,将所述易得电子高分子材料均匀分散在第一溶剂中,得到第一溶胶,将所述第一溶胶铺成薄膜后于50~100℃且真空度为0.01~0.1MPa的环境下进行干燥,得到所述摩擦层A,所述易得电子高分子材料为聚二甲基硅氧烷、莎纶树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚氯乙烯和聚四氟乙烯中的一种或一种以上的混合物;所述第一溶剂为二氯甲烷和有机试剂C的混合物,按体积份数计,所述二氯甲烷和有机试剂C的比为(3~10):1,所述有机试剂C为酒精、环己酮、三氯甲烷或硅烷偶联剂;
摩擦层B为厚度0.5~1mm的金属片或由易失电子高分子材料制成的厚度为10~100μm的薄膜,当摩擦层B为由易失电子高分子材料制成的薄膜时,所述摩擦层B的制备方法为:将所述易失电子高分子材料均匀分散在第二溶剂中,得到第二溶胶,将所述第二溶胶铺成薄膜后于50~100℃且真空度为0.01~0.1MPa的环境下进行干燥,得到所述摩擦层B,所述易失电子高分子材料为尼龙66、聚乳酸、乙基纤维素、三甘醇中的两种或两种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二溶剂为三氯甲烷、乙醇和硅烷偶联剂KH550的混合物,其中,按体积份数比,所述三氯甲烷、乙醇和硅联偶联剂KH550的比为(4~10):3:2。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二溶剂为二氯甲烷。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法,其特征在于,所述易得电子高分子材料的质量份数与所述第一溶剂的体积份数的比为1:(0.2~5),所述质量份数的单位为克,所述体积份数的单位为毫升。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述易失电子高分子材料的质量份数与所述第二溶剂的体积份数的比为1:(0.25~10);
所述易失电子高分子材料为以下情况之一:
情况一:所述易失电子高分子材料为聚乳酸和乙基纤维素的混合物,其中,按照质量份数计,所述易失电子高分子材料中聚乳酸和乙基纤维素的比为(1~2):1;
情况二:所述易失电子高分子材料为乙基纤维素和尼龙66的混合物,其中,按照质量份数计,所述易失电子高分子材料中乙基纤维素和尼龙66的比为(1~3):1。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述易得电子高分子材料为以下情况之一:情况一:所述易得电子高分子材料为聚二甲基硅氧烷;
情况二:所述易得电子高分子材料为聚二甲基硅氧烷和聚氯乙烯的混合物,按质量份数计,所述聚二甲基硅氧烷和聚氯乙烯的比为(1~2):1;
情况三:所述易得电子高分子材料为莎纶树脂和聚苯乙烯的混合物,按质量份数计,所述莎纶树脂和聚苯乙烯的比为(1~2):1;
情况四:所述易得电子高分子材料为聚乙烯醇缩丁醛和聚苯乙烯的混合物,按质量份数计,所述聚乙烯醇缩丁醛和聚苯乙烯的比为(1~2):1。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,激光蚀刻的功率0.1~20W,光刻速度
100~2000mm/s,线宽间距为0.001~1mm;
等离子处理的时间为5~20min,等离子处理的电压为9~13KV;
所述金属为纯金属或合金,所述金属中包含的元素为铝、镁、铜、钛和/或铁;
所述金属片为铝片、不锈钢片、钛片或镁锌锆合金片,所述镁锌锆合金片的成分为Mg-
3Zn-0.5Zr;
所述摩擦层A和摩擦层B的尺寸均为(0.1~5)×(0.1~5)cm2。
8.如权利要求1~7中任意一项所述制备方法获得的摩擦纳米发电机摩擦层材料。
9.如权利要求8所述摩擦纳米发电机摩擦层材料在提高短路电流、开路电压和电荷量中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,短路电流提高了250~400%,开路电压提高了160~300%,电荷量提高了170~250%。