مواد سرامیکی پیزوالکتریک مواد کاربردی هستند که تبدیل بین انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی را درک می کنند (2)

آماده سازی هیدروترمال فیلم های ضخیم مزایای زیادی دارد:

① این فرآیند در فاز مایع در یک زمان کامل می شود و بعداً نیازی به عملیات حرارتی کریستالیزاسیون نیست، بنابراین از نقص هایی مانند ترک خوردگی، درشت شدن دانه، واکنش با بستر یا جو که ممکن است در طول فرآیند عملیات حرارتی ایجاد شود، جلوگیری می شود.
②مواد معدنی به عنوان پیش سازها استفاده می شود و از آب به عنوان محیط واکنش استفاده می شود، مواد خام به راحتی در دسترس هستند، هزینه تهیه فیلم کاهش می یابد و آلودگی محیطی کمتر است.
③ تجهیزات ساده است و دمای عملیات هیدروترمال پایین است، که از پخش شدن لایه و اجزای بستر قبل و بعد از عملیات هیدروترمال جلوگیری می کند. فیلم حاصل از خلوص بالا و یکنواختی خوبی برخوردار است. علاوه بر این، زمانی که از این روش برای تهیه فیلم‌های ضخیم استفاده می‌شود، می‌توان لایه‌های ضخیم را بر روی سطوح زیرلایه با اشکال پیچیده مختلف رسوب داد. لایه های ضخیم به دست آمده دارای مزایای خاصی از جمله پلاریزاسیون خود به خود، پسماند کم و اتصال خوب با بسترها هستند. در حال حاضر این روش بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.

6. روش رسوب الکتروفورتیک
رسوب الکتروفورتیک (EPD) به پراکندگی پودر ریز تهیه شده با همان ترکیب فیلم ضخیم در سوسپانسیون برای تشکیل سوسپانسیون با غلظت های مختلف اشاره دارد. کریستال صفحه پیزوالکتریک . مقدار pH سوسپانسیون با محلول اسید-باز تنظیم می شود. تعلیق پایدار از طریق پراکندگی مافوق صوت و هم زدن مغناطیسی به دست می آید و ذرات باردار تحت فشار ثابت به صورت جهت دار تحت عمل میدان الکتریکی حرکت می کنند و در نتیجه یک فیلم ضخیم با ضخامت معین به دست می آید. فیلم ضخیم تهیه شده با این روش دارای مزایای تجهیزات ساده، تشکیل فیلم سریع، شکل نامحدود قطعات آبکاری شده، ضخامت فیلم یکنواخت و قابل کنترل و غیره است. فیلم ضخیم حاصل می تواند به ده ها میکرون برسد و ترکیب یکنواخت و متراکم است.

کاربرد مواد لایه نازک پیزوالکتریک
فیلم های پیزوالکتریک به دلیل عملکرد عالی که دارند به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. فیلم های ضخیم پیزوالکتریک را می توان برای ساخت انواع دستگاه های میکرو مانند میکروپمپ ها، موتورهای اولتراسونیک، رزوناتورها، سنسورهای فیلم ضخیم پیرو الکتریک، محرک های فیلم ضخیم، پیکاپ های میکرو انرژی و غیره استفاده کرد
 
.
می تواند در مبدل های پزشکی و NDE استفاده شود و می تواند در محدوده 0.5 ~ 50 هرتز مشخصه و کالیبراسیون استفاده شود، با توجه به پایداری طولانی مدت و تکرارپذیری این دستگاه ها، این ویژگی های هیدروفون ها برای توسعه یک ابزار چند عنصری جدید مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم سونار اسکن زیر آب از 100 هیدروفون بستر PVDF برای دستگاه های ایمنی / نجات زیر آب تشکیل شده است. این سیستم از حالت غیرفعال با فرکانس کاری 1 تا 1000 هرتز استفاده می کند. همچنین می توان آن را در حالت فعال در سه فرکانس مختلف کار کرد. با این سیستم قابل تشخیص است. زیردریایی های کوچک تا فاصله 3 کیلومتری نیز می توانند موتورهای تا 600 متر را شناسایی کنند و انحراف زاویه کمتر از 5 میلی متر است. مدل اخیر محاسبه هیدروفون نشان می دهد که اگر عنصر PVDF در نمایش سیستم به درستی طراحی شود، هیدروفون می تواند سیگنال های بیش از 10 دسی بل را تشخیص دهد.

2. ضد رسوب
مبدل اولتراسونیک پیزوالکتریک چشم انداز بسیار گسترده ای در کاربردهای ضد رسوب دارد. در حال حاضر موسسه ملی تحقیقات و دانشگاه مونتریچ فرانسه تحقیقاتی را در مورد ضد رسوب فیلم های پیزوالکتریک انجام داده اند. ثابت شده است که فیلم پیزوالکتریک برای اندازه گیری ارتعاش پلیمر در پوسته موثرتر است. بنابراین می توان از آن برای جلوگیری از نزدیک شدن بیشتر موجودات دریایی که باعث آلودگی کشتی ها می شود استفاده کرد. علاوه بر این، موسسه تحقیقات علمی دلفت در هلند نتایجی را که به دست آورده است به سازه های فلزی بزرگتر مانند پوسته کشتی های تجاری یا کشتی ها تعمیم می دهد. در عین حال، همین اصل در مورد نحوه تولید سطوح ضد یخ در هواپیما نیز در حال بررسی است.

3. پزشکی
در حال حاضر، مردم به طور فعال در حال مطالعه کاربرد PVD F در پزشکی هستند. در بسیاری از کشورها، سالانه بسیاری از نوزادان بر اثر SIDS یا سایر سندرم ها می میرند. به منظور کاهش میزان مرگ و میر ناگهانی نوزادان، حداقل سه شرکت در هلند، آلمان و ایالات متحده در حال تولید مانیتور تنفسی هستند. این مانیتور یک حصیر با یک لایه پیزوالکتریک PVDF در زیر بدن کودک قرار می دهد تا لرزش خفیف ناشی از تنفس و ضربان قلب (به ویژه در شب) را به طور مداوم کنترل کند. در مدت زمان طولانی، زنگ هشداری را ایجاد می کند که می تواند به موقع و به طور موثر از مرگ نوزاد در اثر خفگی جلوگیری کند.

4. الکترودها
اگر سطح بیرونی الکترود با لایه ای از پلیمر پیزوالکتریک PVDF پوشانده شود، می تواند اطلاعاتی مانند ارتعاش، ضربه، فشار، تنش و کرنش را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کند. برای این نوع الکترود، برای ورودی شبه استاتیک از فرکانس پایین تا فرکانس بالا، خروجی آن همیشه می تواند ویژگی های فرکانس خود را حفظ کند و خروجی سیگنال الکتریکی به طور خطی با فشار اعمال شده مرتبط است. در عین حال، این الکترود همچنین دارای ثبات دمایی خوبی است، مناسب برای محیط های مختلف -40 ~ 70 ℃. محدوده به طور کلی از 0.25 تا 25 p C / N است. با پیچاندن ورق پیزوالکتریک باریک به صورت دایره ای، می توان یک الکترود پیزوالکتریک حساس با مقدار p C / N 40 بدست آورد.

5. هوانوردی و ناوبری
'سیستم بازرسی از راه دور خودکار قابل حمل' توسعه یافته توسط Sigma Research که به اختصار PAR IS نامیده می شود، یکی از اولین دستگاه های پیشرفته ای است که وارد عصر کالا شده است. این سیستم به طور خاص برای بازرسی درجا سازه های لایه ای یا مرکب با مساحت بزرگ طراحی شده است.

عنصر کلیدی از سنسور الکتریکی پیزو یک فیلم پیزوالکتریک PVDF قابل تغییر شکل 200 × 200 میلی متر است که شامل 1024 مبدل است. انعطاف پذیری این فیلم بسیار خوب است و می تواند به طور کامل روی سطح منحنی با شعاع انحنای 4 تناسب داشته باشد.دستگاه متصل به آن دارای کنترلر دستی، نمونه برداری داده و دستگاه نمایشگر نیز می باشد. این گیرنده دارای نسبت کلی سیگنال به نویز 100 دسی بل و فرکانس مرکزی 2.5 مگاهرتز است. کامپوزیت های گرافیت-اپوکسی در هواپیما یا سازه های بزرگ در کشتی ها می توانند برای آزمایش راحت استفاده شوند. در مورد آلومینیوم و فولاد هم اکنون نتایج رضایت بخشی در این زمینه به دست آمده است. برای این کاربرد خاص PVDF، مشخص شده است که یک فیلم با قطبیت دو محوری مناسب تر از یک قطبیت تک محوری است.

6. مانیتورینگ سازه
فیلم پیزوالکتریک PVD F همچنین کاربردهای خاصی در نظارت بر سازه دارد. یک مطالعه سیستماتیک بر روی ویژگی‌های اساسی ساختار مانیتورینگ فیلم پیزوالکتریک PVDF انجام شد و یک تست پاسخ پویا و استاتیک ساختار نظارت فیلم پیزوالکتریک PVDF انجام شد. در همان زمان، تحقیقات اولیه در مورد بار ضربه سازه با استفاده از فیلم پیزوالکتریک PVDF نیز انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از فیلم پیزوالکتریک PVD F می‌تواند بار ضربه‌ای بر سازه را در زمان واقعی پایش کرده و آسیب ضربه وارده به سازه را به موقع منعکس کند. از آنجایی که کاربرد مواد لایه نازک پیزوالکتریک بیشتر و گسترده تر است، در آینده به خوبی توسعه خواهد یافت. فناوری ساخت فیلم نازک پیزوالکتریک نیز به سمت راندمان بالا، هزینه کم و کیفیت بالا توسعه می یابد. از آنجایی که روش CVD پوشش بهتری دارد، می‌توان آن را روی سوراخ‌های عمیق، پله‌ها، فرورفتگی‌ها یا دیگر اشکال سه‌بعدی پیچیده قرار داد. علاوه بر این، روش رسوب بخار شیمیایی نیز می تواند نسبت استوکیومتری فیلم تهیه شده را در محدوده وسیعی کنترل کند که در مقایسه با روش های دیگر بسیار برجسته است.
هزینه و هزینه عملیاتی تجهیزات رسوب بخار شیمیایی نسبتاً پایین است که برای تولید انبوه و تولید مداوم مناسب است و سازگاری خوبی با سایر روش های پردازش دارد. بنابراین در آینده استفاده از روش CVD برای تهیه فیلم های پیزوالکتریک به خوبی اعمال خواهد شد و از فیلم های پیزوالکتریک بهتر استفاده خواهد شد.