Aplikace piezoelektrických tenkovrstvých materiálů

Piezoelektrické fólie jsou široce používány kvůli jejich vynikajícímu výkonu. Piezoelektrické tlusté fólie lze použít k výrobě různých mikrozařízení, jako jsou mikročerpadla, ultrazvukové motory, rezonátory, pyroelektrické tlustovrstvé senzory, silnovrstvé aktuátory, mikroenergetické snímače atd.

 

1. Hydrofon a sonar

Jednomembránové hydrofony General Electric Company s 2,5 μm tlustým PVD F piezoelektrickým filmem jako substrátem, piezokeramický kotouč lze použít v lékařských a NDE snímačích a lze jej použít v rozsahu charakterizace a kalibrace 0,5 až 50 Hz. Vzhledem k dlouhodobé stabilitě a opakovatelnosti těchto zařízení byly tyto vlastnosti hydrofonů využity k vývoji nového typu vícerozměrného přístroje. podvodní skenovací sonarový systém se skládá ze 100 PVDF substrátových hydrofonů pro podvodní bezpečnostní/záchranná zařízení. Toto zařízení bylo vyrobeno před několika lety. Systém využívá pasivní režim s pracovní frekvencí 1 až 1 000 Hz. V aktivním režimu může také pracovat na třech různých frekvencích. S tímto systémem lze detekovat malé ponorky do vzdálenosti 3 km mohou také detekovat motory do vzdálenosti 600 m a úhlová odchylka je menší než 5'. Nedávný model výpočtu hydrofonu ukazuje, že pokud je PVD F prvek správně navržen, může hydrofon v demonstraci systému detekovat signály nad 10 dB.

2. Antifouling

Piezofilm má velmi široké vyhlídky v aplikacích proti znečištění. V současné době provedly Národní výzkumný ústav a Univerzita v Montrichu výzkum proti zanášení piezoelektrických filmů. Piezoelektrický film se ukázal jako účinnější pro měření vibrací polymeru ve skořápce. Proto jej lze použít k zabránění přiblížení většiny mořských organismů, které způsobí znečištění lodí. Kromě toho, Delft Scientific Research Institute v Nizozemsku rozšiřuje závěry, které získal, na větší kovové konstrukce, jako jsou pláště obchodních lodí. Ve stejné době, stejný princip piezokeramický krystal disku se studuje na tom, jak vyrobit nemrznoucí povrchy v letadlech.

3. Medicína

V současné době lidé aktivně studují aplikaci PVDF v medicíně. V mnoha zemích každý rok umírá mnoho dětí na SIDS nebo jiné syndromy. Aby se snížila náhlá úmrtnost kojenců, nejméně tři společnosti v Nizozemsku a ve Spojených státech vyrábějí monitor dýchání. A

Tento monitor umístí pod tělíčko dítěte podložku s piezoelektrickou fólií PVD F, která nepřetržitě monitoruje mírné vibrace způsobené dýcháním a tepem (zejména v noci), kdy interval dýchání nebo tepu překročí V předem nastavené době, řekněme 20 s, spustí alarm, který dokáže včas a účinně zabránit udušení a smrti dítěte.

4. Elektrody

Pokud je vnější povrch elektrody pokryt vrstvou piezoelektrického polymeru PVDF, může převádět informace, jako jsou vibrace, otřesy, tlak, napětí a napětí, na elektrické signály. U tohoto typu elektrody, pro kvazistatický vstup z nízké frekvence na vysokou frekvenci, si její výstup může vždy zachovat své frekvenční charakteristiky a výstup elektrického signálu má lineární vztah s aplikovaným tlakem. Současně má tato elektroda také dobrou teplotní stabilitu, vhodnou pro různá prostředí -40 ~ 70 ℃. Rozsah je obecně od 0,25 do 25 p C/N. Navinutím úzkého piezoelektrického plátu do kruhu lze získat citlivou piezoelektrickou elektrodu s hodnotou 40 p C/N.

5. Letectví a navigace

'Portable Automatic Remote Inspection System' vyvinutý společností Research, zkráceně PAR IS, je jedním z prvních pokročilých zařízení, která vstoupila do éry komodit. Tento systém je speciálně navržen pro in-situ kontrolu velkoplošných vrstvených konstrukcí nebo kompozitních konstrukcí.

Klíčovým prvkem je 200×200 mm deformovatelná PVDF piezoelektrická fólie, která obsahuje 1024 měničů. Flexibilita této fólie je velmi dobrá a zcela se vejde na zakřivený povrch s poloměrem zakřivení 4. Zařízení s ní spojené má také ruční ovladač, vzorkovač dat a zobrazovací zařízení.

Tento přijímač má celkový odstup signálu od šumu 100 dB a střední frekvenci 2,5 M Hz. Pro pohodlné testování lze použít grafit-epoxidové kompozity na letadlech nebo velkých konstrukcích na lodích. U hliníku a oceli již byly v tomto ohledu získány uspokojivé výsledky. Pro tuto konkrétní aplikaci PVD F bylo zjištěno, že fólie s biaxiální polaritou je vhodnější než jednoosá polarita.

6. Monitorování struktury

Piezoelektrický film PVD F má také určité aplikace ve strukturálním monitorování. Byla provedena systematická studie základních charakteristik struktury PVD F piezoelektrického monitorování filmu. Byl proveden test dynamické a statické odezvy struktury pro monitorování piezoelektrického filmu PVDF. Současně byla také provedena předběžná studie rázového zatížení konstrukce pomocí PVDF piezoelektrické fólie. .

Jako aplikace piezoelektrický diskový měnič je stále rozsáhlejší, bude v budoucnu dobře vyvinut. Technologie výroby piezoelektrického tenkého filmu se bude také vyvíjet směrem k vysoké účinnosti, nízké ceně a vysoké kvalitě. Protože metoda CVD má lepší pokrytí, může být nanášena na hluboké díry, schody, prohlubně nebo jiné složité trojrozměrné tvary. Metoda chemické depozice z par může navíc řídit stechiometrický poměr připraveného filmu v širokém rozsahu, který je velmi výrazný ve srovnání s jinými metodami. Náklady a provozní náklady na zařízení pro chemické nanášení par jsou relativně nízké, vhodné jak pro sériovou výrobu, tak pro kontinuální výrobu a mají dobrou kompatibilitu s dalšími zpracovatelskými postupy. Proto se v budoucnu dobře uplatní využití CVD metody pro přípravu piezoelektrických filmů a piezoelektrické filmy budou lépe využívány.