Pietsosähköisten ohutkalvomateriaalien käyttö

Pietsosähköisiä kalvoja käytetään laajalti niiden erinomaisen suorituskyvyn vuoksi. Pietsosähköisillä paksukalvoilla voidaan valmistaa erilaisia ​​mikrolaitteita, kuten mikropumppuja, ultraäänimoottoreita, resonaattoreita, pyrosähköisiä paksukalvoantureita, paksukalvotoimilaitteita, mikroenergian antureita jne.

 

1. Hydrofoni ja kaikuluotain

General Electric Companyn yksikalvoiset hydrofonit, joiden substraattina on 2,5 μm paksu PVD F -pietsosähköinen kalvo, Pietsokeraamisia levyjä voidaan käyttää lääketieteellisissä ja NDE-antureissa, ja niitä voidaan käyttää 0,5 - 50 Hz:n karakterisointi- ja kalibrointialueella. Näiden laitteiden pitkäaikaisen vakauden ja toistettavuuden vuoksi näitä hydrofonien ominaisuuksia on hyödynnetty uudentyyppisten monimuuttujainstrumenttien kehittämisessä. Vedenalainen skannaava luotainjärjestelmä koostuu 100 PVDF-substraattihydrofonista vedenalaisiin turva-/pelastuslaitteisiin. Tämä laite on valmistettu muutama vuosi sitten. Järjestelmä käyttää passiivista tilaa toimintataajuudella 1 - 1 000 HZ. Se voi toimia myös kolmella eri taajuudella aktiivisessa tilassa. Se voidaan havaita tällä järjestelmällä pienet sukellusveneet jopa 3 km:n etäisyydeltä voivat havaita moottorit jopa 600 metrin etäisyydeltä, ja kulmapoikkeama on alle 5'. Tuoreen hydrofonin laskentamalli osoittaa, että jos PVD F -elementti on oikein suunniteltu, hydrofoni pystyy havaitsemaan yli 10 dB:n signaalit järjestelmäesittelyssä.

2. Antifouling

Pietsokalvolla on erittäin laajat näkymät antifouling-sovelluksissa. Tällä hetkellä National Institute of Research ja Montrichin yliopisto ovat tehneet tutkimusta pietsosähköisten kalvojen likaantumisenestosta. Pietsosähköinen kalvo on osoittautunut tehokkaammaksi kuoressa olevan polymeerin värähtelyn mittaamiseen. Siksi sitä voidaan käyttää estämään useimpien meren eliöiden lähestyminen, jotka aiheuttavat alusten saastumista. Lisäksi alankomaalainen Delft Scientific Research Institute laajentaa tekemiään johtopäätöksiä suurempiin metallirakenteisiin, kuten kauppalaivojen kuoriin. Samaan aikaan sama periaate Pietsokeraamista kiekkokidettä tutkitaan kuinka valmistaa jäätymisenestopintoja lentokoneissa.

3. Lääketiede

Tällä hetkellä ihmiset tutkivat aktiivisesti PVDF:n käyttöä lääketieteessä. Monissa maissa monet vauvat kuolevat SIDS:iin tai muihin oireyhtymiin joka vuosi. Imeväisten äkillisen kuolleisuuden vähentämiseksi ainakin kolme yritystä Alankomaissa ja Yhdysvalloissa valmistaa hengityslaitteita. A

Tämä monitori asettaa vauvan vartalon alle PVD F -pietsosähköisellä kalvolla varustetun maton, joka valvoo jatkuvasti hengityksen ja sydämen sykkeen aiheuttamaa pientä tärinää (erityisesti yöllä), kun hengitys- tai sykeväli ylittää Esiasetetun ajan, esimerkiksi 20 s, laukaisee hälytyksen, joka voi estää tukehtumisen ja vauvan kuoleman ajoissa ja tehokkaasti.

4. Elektrodit

Jos elektrodin ulkopinta on peitetty PVDF-pietsosähköisellä polymeerikerroksella, se voi muuntaa tietoja, kuten tärinää, iskuja, painetta, jännitystä ja jännitystä sähköisiksi signaaleiksi. Tämän tyyppisen elektrodin kvasistaattisessa sisääntulossa matalataajuudesta korkeataajuuteen sen lähtö voi aina säilyttää taajuusominaisuudet, ja sähköisen signaalin lähdöllä on lineaarinen suhde kohdistettuun paineeseen. Samaan aikaan tällä elektrodilla on myös hyvä lämpötilan stabiilisuus, joka sopii erilaisiin ympäristöihin -40 ~ 70 ℃. Alue on yleensä 0,25 - 25 p C/N. Käärimällä kapea pietsosähköinen levy ympyräksi voidaan saada herkkä pietsosähköinen elektrodi, jonka arvo on 40 p C/N.

5. Ilmailu ja navigointi

Researchin kehittämä 'Portable Automatic Remote Inspection System', lyhennettynä PAR IS, on yksi ensimmäisistä kehittyneistä laitteista, jotka ovat tulleet hyödykeaikaan. Tämä järjestelmä on erityisesti suunniteltu laajojen kerrosrakenteiden tai komposiittirakenteiden paikan päällä tapahtuvaan tarkasteluun.

Avainelementti on 200 × 200 mm muotoutuva pietsosähköinen PVDF-kalvo, joka sisältää 1024 anturia. Tämän kalvon joustavuus on erittäin hyvä ja se sopii täydellisesti kaarevalle pinnalle kaarevuussäteellä 4. Siihen yhdistetyssä laitteessa on myös käsiohjain, datanäytteenotto ja näyttölaite.

Tämän vastaanottimen signaali-kohinasuhde on yhteensä 100 dB ja keskitaajuus 2,5 M Hz. Grafiitti-epoksikomposiitteja lentokoneissa tai suuria rakenteita laivoissa voidaan käyttää kätevään testaukseen. Alumiinin ja teräksen osalta tässä suhteessa on jo saatu tyydyttäviä tuloksia. Tätä PVD F:n erityissovellusta varten on havaittu, että kalvo, jolla on biaksiaalinen napaisuus, on sopivampi kuin yksiaksiaalinen polariteetti.

6. Rakennevalvonta

PVD F -pietsosähköisellä kalvolla on myös tiettyjä sovelluksia rakennevalvonnassa. PVD F:n pietsosähköisen kalvovalvontarakenteen perusominaisuuksista suoritettiin systemaattinen tutkimus. PVDF-pietsosähköisen kalvon valvontarakenteen dynaaminen ja staattinen vastetesti suoritettiin. Samalla tehtiin myös esiselvitys rakenteen iskukuormituksesta PVDF-pietsosähköisellä kalvolla. .

Sovelluksena pietsosähköinen levymuunnin on yhä laajempi, se tulee olemaan hyvin kehittynyt tulevaisuudessa. Pietsosähköisen ohutkalvon valmistustekniikka kehittyy myös kohti korkeaa tehokkuutta, alhaisia ​​kustannuksia ja korkeaa laatua. Koska CVD-menetelmällä on parempi peitto, se voidaan kerrostaa syviin reikiin, askelmiin, syvennyksiin tai muihin monimutkaisiin kolmiulotteisiin muotoihin. Lisäksi kemiallisella höyrypinnoitusmenetelmällä voidaan myös säädellä valmistetun kalvon stoikiometristä suhdetta laajalla alueella, mikä on muihin menetelmiin verrattuna erittäin näkyvä. Siksi tulevaisuudessa CVD-menetelmän käyttöä pietsosähköisten kalvojen valmistukseen sovelletaan hyvin ja pietsosähköisiä kalvoja käytetään paremmin.