Прымяненне п'езаэлектрычных тонкаплёнкавых матэрыялаў

П'езаэлектрычныя плёнкі шырока выкарыстоўваюцца з-за іх выдатных характарыстык. П'езаэлектрычныя тоўстыя плёнкі можна выкарыстоўваць для вытворчасці розных мікрапрылад, такіх як мікрапомпы, ультрагукавыя рухавікі, рэзанатары, піраэлектрычныя тоўстыя плёнкавыя датчыкі, тоўстыя плёнкавыя актуатары, мікраэнергіяздымальнікі і г.д.

 

1. Гідрафон і гідралакатар

Гідрафоны General Electric Company з адной дыяфрагмай і п'езаэлектрычнай плёнкай PVD F таўшчынёй 2,5 мкм у якасці падкладкі, п'езакерамічны дыск можа быць выкарыстаны ў медыцынскіх і NDE пераўтваральнікаў, і можа быць выкарыстаны ў дыяпазоне ад 0,5 да 50 Гц характарыстыкі і каліброўкі. З-за доўгатэрміновай стабільнасці і паўтаральнасці гэтых прылад гэтыя характарыстыкі гідрафонаў былі выкарыстаны для распрацоўкі новага тыпу шматварыянтнага інструмента. Гідрафоны падводнага сканавання складаюцца са 100 гідрафонаў на падкладцы PVDF для падводных ахоўных/выратавальных прылад. Гэта прылада было выраблена некалькі гадоў таму. Сістэма выкарыстоўвае пасіўны рэжым з працоўнай частатой ад 1 да 1000 Гц. Ён таксама можа працаваць на трох розных частотах у актыўным рэжыме. З дапамогай гэтай сістэмы можна выявіць невялікія падводныя лодкі на адлегласці да 3 км, яны таксама могуць выяўляць рухавікі на адлегласці да 600 м, а кут адхілення складае менш за 5 футаў. Нядаўняя разліковая мадэль гідрафона паказвае, што калі элемент PVD F спраектаваны належным чынам, гідрафон можа выяўляць сігналы больш за 10 дБ у дэманстрацыі сістэмы.

2. Антыабрастанне

П'езаплёнка мае вельмі шырокія перспектывы прымянення супраць абрастання. У цяперашні час Нацыянальны інстытут даследаванняў і Універсітэт Монтрыча правялі даследаванні па барацьбе з абрастаннем п'езаэлектрычных плёнак. Даказана, што п'езаэлектрычная плёнка больш эфектыўная для вымярэння вібрацыі палімера ў абалонцы. Такім чынам, яго можна выкарыстоўваць для прадухілення набліжэння большасці марскіх арганізмаў, якія будуць выклікаць забруджванне судоў. Акрамя таго, Дэлфтскі навукова-даследчы інстытут у Нідэрландах распаўсюджвае атрыманыя ім высновы на больш буйныя металічныя канструкцыі, такія як корпусы гандлёвых судоў. У той жа час той жа прынцып П'езакерамічны крышталь дыска вывучаецца, як вырабляць антыфрызныя паверхні на самалётах.

3. Медыцына

У цяперашні час людзі актыўна вывучаюць прымяненне PVDF ў медыцыне. У многіх краінах штогод шмат дзяцей памірае ад СВДС або іншых сіндромаў. Каб знізіць узровень раптоўнай смяротнасці немаўлят, як мінімум тры кампаніі ў Нідэрландах і ЗША вырабляюць дыхальны манітор. А

Гэты манітор падкладае пад цела дзіцяці мат з п'езаэлектрычнай плёнкай PVD F, каб бесперапынна кантраляваць лёгкую вібрацыю, выкліканую дыханнем і сэрцабіццем (асабліва ўначы), калі інтэрвал дыхання або сэрцабіцця перавышае загадзя зададзены прамежак часу, скажам, 20 с, ён выкліча сігнал трывогі, які можа своечасова і эфектыўна прадухіліць удушша і смерць дзіцяці.

4. Электроды

Калі вонкавая паверхня электрода пакрыта пластом п'езаэлектрычнага палімера PVDF, ён можа пераўтвараць такую ​​інфармацыю, як вібрацыя, удар, ціск, напружанне і дэфармацыя, у электрычныя сігналы. Для гэтага тыпу электрода, для квазістатычнага ўваходу ад нізкай да высокай частаты, яго выхад можа заўсёды захоўваць свае частотныя характарыстыкі, а выхад электрычнага сігналу мае лінейную залежнасць ад прыкладзенага ціску. У той жа час гэты электрод таксама мае добрую тэмпературную стабільнасць, прыдатны для розных асяроддзяў -40 ~ 70 ℃. Дыяпазон звычайна складае ад 0,25 да 25 p C/N. Намотваючы вузкі п'езаэлектрычны ліст у круг, можна атрымаць адчувальны п'езаэлектрод са значэннем 40 p C/N.

5. Авіяцыя і навігацыя

'Партатыўная аўтаматычная дыстанцыйная сістэма інспекцыі', распрацаваная Research, скарочана PAR IS, з'яўляецца адным з першых сучасных прылад, якія ўвайшлі ў эру сыравіны. Гэтая сістэма спецыяльна распрацавана для інспекцыі на месцы шматслойных канструкцый або кампазітных канструкцый вялікай плошчы.

Ключавым элементам з'яўляецца п'езаэлектрычная плёнка PVDF памерам 200 × 200 мм, якая змяшчае 1024 пераўтваральніка. Гнуткасць гэтай плёнкі вельмі добрая, і яна можа цалкам адпавядаць крывалінейнай паверхні з радыусам крывізны 4. Падключаная да яе прылада таксама мае ручной кантролер, выбаршчык даных і прыладу адлюстравання.

Гэты прыёмнік мае агульнае стаўленне сігнал/шум 100 дБ і цэнтральную частату 2,5 МГц. Графіта-эпаксідныя кампазіты на самалётах або вялікіх збудаваннях на караблях можна выкарыстоўваць для зручнага тэставання. Для алюмінія і сталі ў гэтым плане ўжо атрыманы здавальняючыя вынікі. Для гэтага канкрэтнага прымянення PVD F было выяўлена, што плёнка з двухвосевай палярнасцю больш падыходзіць, чым аднавосевая.

6. Структурны маніторынг

П'езаэлектрычная плёнка PVD F таксама мае пэўнае прымяненне ў структурным маніторынгу. Было праведзена сістэматычнае даследаванне асноўных характарыстык маніторынгавай структуры п'езаэлектрычнай плёнкі PVD F. Было праведзена дынамічнае і статычнае выпрабаванне рэакцыі структуры маніторынгу п'езаэлектрычнай плёнкі PVDF. У той жа час было праведзена папярэдняе даследаванне ўдарнай нагрузкі канструкцыі з выкарыстаннем п'езаэлектрычнай плёнкі PVDF. .

Як прымяненне П'езаэлектрычны пераўтваральнік дыскаў становіцца ўсё больш і больш шырокім, ён будзе добра развіты ў будучыні. Тэхналогія вытворчасці п'езаэлектрычнай тонкай плёнкі таксама будзе развівацца ў напрамку высокай эфектыўнасці, нізкай кошту і высокай якасці. Паколькі метад CVD мае лепшы ахоп, яго можна наносіць на глыбокія адтуліны, прыступкі, паглыбленні або іншыя складаныя трохмерныя формы. Акрамя таго, метад хімічнага нанясення з паравай фазы можа таксама кантраляваць стэхіаметрычныя суадносіны падрыхтаванай плёнкі ў шырокім дыяпазоне, што вельмі прыкметна ў параўнанні з іншымі метадамі. Кошт і эксплуатацыйныя выдаткі абсталявання для хімічнага нанясення з паравай фазы адносна нізкія, падыходзяць як для серыйнай вытворчасці, так і для бесперапыннай вытворчасці і маюць добрую сумяшчальнасць з іншыя працэдуры апрацоўкі. Такім чынам, у будучыні выкарыстанне метаду CVD для падрыхтоўкі п'езаэлектрычных плёнак будзе добра прымяняцца, і п'езаэлектрычныя плёнкі будуць лепш выкарыстоўвацца.