تطبيق مواد الأغشية الرقيقة الكهرضغطية

تستخدم الأفلام الكهرضغطية على نطاق واسع بسبب أدائها الممتاز. يمكن استخدام الأغشية السميكة الكهرضغطية لتصنيع مجموعة متنوعة من الأجهزة الدقيقة، مثل المضخات الصغيرة، والمحركات فوق الصوتية، والرنانات، وأجهزة استشعار الأغشية السميكة الكهروضوئية، ومشغلات الأغشية السميكة، وأجهزة التقاط الطاقة الدقيقة، وما إلى ذلك.

 

1. الهيدروفون والسونار

السماعات المائية أحادية الغشاء من شركة جنرال إلكتريك مع طبقة كهرضغطية PVD F بسمك 2.5 ميكرومتر كركيزة، يمكن استخدام القرص الخزفي الانضغاطي في محولات الطاقة الطبية ومحولات تجربة الاقتراب من الموت، ويمكن استخدامه في نطاق من 0.5 إلى 50 هرتز للتوصيف والمعايرة. نظرًا لاستقرار هذه الأجهزة وتكرارها على المدى الطويل، فقد تم استخدام خصائص السماعات المائية لتطوير نوع جديد من الأجهزة متعددة المتغيرات. يتكون نظام السونار للمسح تحت الماء من 100 هيدروفونات من مادة PVDF لأجهزة السلامة/الإنقاذ تحت الماء. تم إنتاج هذا الجهاز منذ بضع سنوات. يستخدم النظام الوضع السلبي بتردد تشغيل يتراوح من 1 إلى 1000 هرتز. ويمكنه أيضًا العمل بثلاثة ترددات مختلفة في الوضع النشط. يمكن من خلال هذا النظام اكتشاف الغواصات الصغيرة على مسافة تصل إلى 3 كم، كما يمكن اكتشاف المحركات على مسافة تصل إلى 600 متر، ويكون انحراف الزاوية أقل من 5'. يُظهر نموذج حساب المضخم المائي الحديث أنه إذا تم تصميم عنصر PVD F بشكل صحيح، فيمكن للمضخم المائي اكتشاف إشارات تزيد عن 10 ديسيبل في العرض التوضيحي للنظام.

2. المانعة للحشف

يتمتع فيلم Piezo بآفاق واسعة جدًا في التطبيقات المضادة للحشف على السفن. في الوقت الحاضر، أجرى المعهد الوطني للأبحاث وجامعة مونتريش بحثًا حول مقاومة قاذورات الأغشية الكهرضغطية. لقد ثبت أن الفيلم الكهرضغطي أكثر فعالية لقياس اهتزاز البوليمر في الغلاف. ولذلك يمكن استخدامه لمنع اقتراب معظم الكائنات البحرية التي من شأنها أن تسبب تلوث السفن. بالإضافة إلى ذلك، يقوم معهد دلفت للأبحاث العلمية في هولندا بتوسيع الاستنتاجات التي حصل عليها لتشمل الهياكل المعدنية الأكبر حجمًا، مثل أصداف السفن التجارية. وفي الوقت نفسه، نفس المبدأ كريستال القرص الخزفي الانضغاطي حول كيفية إنتاج الأسطح المضادة للتجمد على الطائرات. تتم دراسة

3. الطب

في الوقت الحاضر، يدرس الناس بنشاط تطبيق PVDF في الطب. في العديد من البلدان، يموت العديد من الأطفال بسبب متلازمة موت الرضيع المفاجئ (SIDS) أو متلازمات أخرى كل عام. ومن أجل الحد من معدل الوفيات المفاجئة للرضع، تقوم ثلاث شركات على الأقل في هولندا والولايات المتحدة بإنتاج جهاز مراقبة التنفس. أ

تضع هذه الشاشة حصيرة مع فيلم PVD F كهرضغطية تحت جسم الطفل لمراقبة الاهتزاز الطفيف الناتج عن التنفس ونبض القلب (خاصة في الليل) بشكل مستمر، عندما تتجاوز فترة التنفس أو نبضات القلب فترة زمنية محددة مسبقًا، على سبيل المثال 20 ثانية، ستطلق إنذارًا، والذي يمكن أن يمنع اختناق الطفل ووفاته في الوقت المناسب وبفعالية.

4. الأقطاب الكهربائية

إذا كان السطح الخارجي للقطب مغطى بطبقة من البوليمر الكهرضغطي PVDF، فيمكنه تحويل المعلومات مثل الاهتزاز والصدمة والضغط والإجهاد والإجهاد إلى إشارات كهربائية. بالنسبة لهذا النوع من الأقطاب الكهربائية، بالنسبة للإدخال شبه الثابت من التردد المنخفض إلى التردد العالي، يمكن أن يحتفظ خرجه دائمًا بخصائص التردد الخاصة به، ويكون لإخراج الإشارة الكهربائية علاقة خطية مع الضغط المطبق. في الوقت نفسه، يتمتع هذا القطب أيضًا بثبات جيد في درجة الحرارة، ومناسب لبيئات مختلفة تتراوح من -40 إلى 70 درجة مئوية. يتراوح النطاق بشكل عام من 0.25 إلى 25 p C/N. ومن خلال لف الصفيحة الكهرضغطية الضيقة على شكل دائرة، يمكن الحصول على قطب كهرضغطية حساس بقيمة 40 p C/N.

5. الطيران والملاحة

يعد 'نظام الفحص التلقائي عن بعد المحمول' الذي طورته شركة Research، والمختصر بـ PAR IS، أحد الأجهزة المتقدمة الأولى التي تدخل عصر السلع الأساسية. تم تصميم هذا النظام خصيصًا للفحص في الموقع للهياكل ذات الطبقات الكبيرة أو الهياكل المركبة.

العنصر الرئيسي هو فيلم كهرضغطية PVDF قابل للتشوه مقاس 200 × 200 مم، والذي يحتوي على 1024 محول طاقة. مرونة هذا الفيلم جيدة جدًا، ويمكنه أن يتناسب تمامًا مع السطح المنحني بنصف قطر انحناء يبلغ 4. يحتوي الجهاز المتصل به أيضًا على وحدة تحكم محمولة باليد، وأخذ عينات من البيانات وجهاز عرض.

يحتوي هذا المستقبل على نسبة إشارة إلى ضوضاء إجمالية تبلغ 100 ديسيبل وتردد مركزي يبلغ 2.5 ميجا هرتز. يمكن استخدام مركبات الجرافيت والإيبوكسي الموجودة على الطائرات أو الهياكل الكبيرة على متن السفن لإجراء اختبارات ملائمة. وبالنسبة للألمنيوم والصلب، فقد تم بالفعل الحصول على نتائج مرضية في هذا الصدد. بالنسبة لهذا التطبيق الخاص لـ PVD F، فقد وجد أن الفيلم ذو القطبية ثنائية المحور أكثر ملاءمة من القطبية أحادية المحور.

6. المراقبة الهيكلية

يحتوي الفيلم الكهرضغطي PVD F أيضًا على تطبيقات معينة في المراقبة الهيكلية. تم إجراء دراسة منهجية حول الخصائص الأساسية لهيكل مراقبة الفيلم الكهرضغطي PVD F. تم إجراء اختبار الاستجابة الديناميكية والثابتة لهيكل مراقبة الفيلم الكهرضغطي PVDF. وفي الوقت نفسه، تم أيضًا إجراء دراسة أولية حول حمل الصدم للهيكل باستخدام فيلم PVDF الكهرضغطي. .

كما تطبيق أصبح محول الطاقة للأقراص الكهرضغطية أكثر شمولاً، وسيتم تطويره بشكل جيد في المستقبل. سوف تتطور أيضًا تكنولوجيا تصنيع الأغشية الرقيقة الكهرضغطية نحو الكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة والجودة العالية. نظرًا لأن طريقة CVD تتمتع بتغطية أفضل، يمكن ترسيبها على الثقوب العميقة أو الخطوات أو المنخفضات أو غيرها من الأشكال المعقدة ثلاثية الأبعاد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لطريقة ترسيب البخار الكيميائي أيضًا التحكم في النسبة المتكافئة للفيلم المحضر في نطاق واسع، وهو أمر بارز جدًا مقارنة بالطرق الأخرى. تكلفة وتكلفة تشغيل معدات ترسيب البخار الكيميائي منخفضة نسبيًا، ومناسبة لكل من إنتاج الدفعات والإنتاج المستمر، ولها توافق جيد مع إجراءات المعالجة الأخرى. لذلك، في المستقبل، سيتم تطبيق استخدام طريقة CVD لإعداد الأفلام الكهرضغطية بشكل جيد، وسيتم استخدام الأفلام الكهرضغطية بشكل أفضل.