Pietsosähköiset keraamiset materiaalit ovat toiminnallisia materiaaleja, jotka toteuttavat konversion mekaanisen energian ja sähköenergian välillä (2)

Paksujen kalvojen hydrotermisellä valmistuksella on monia etuja:

① Tämä prosessi suoritetaan nestefaasissa kerralla, eikä myöhempää kiteytyslämpökäsittelyä tarvita, jolloin vältetään viat, kuten halkeilu, rakeiden karkeneminen, reaktio substraatin tai ilmakehän kanssa, jotka voivat aiheuttaa lämpökäsittelyprosessin aikana;
②Epäorgaanisia aineita käytetään esiasteina ja vettä käytetään reaktioväliaineena, raaka-aineet ovat helposti saatavilla, kalvon valmistuksen kustannukset pienenevät ja ympäristön saastuminen on pienempi;
③ Laite on yksinkertainen ja hydroterminen käsittelylämpötila on alhainen, mikä estää kalvon ja alustan komponenttien diffuusion ennen ja jälkeen hydrotermisen käsittelyn. Tuloksena olevalla kalvolla on korkea puhtaus ja hyvä tasaisuus. Lisäksi, kun tätä menetelmää käytetään paksujen kalvojen valmistukseen, paksuja kalvoja voidaan kerrostaa erilaisten monimutkaisten muotojen substraattipinnoille. Tuloksena olevilla paksuilla kalvoilla on tiettyjä etuja spontaani polarisaatio, alhainen hystereesi ja hyvä sidos alustoihin. Tällä hetkellä tämä menetelmä on herättänyt yhä enemmän huomiota.

6. Elektroforeettinen pinnoitusmenetelmä
Elektroforeettinen pinnoitus (EPD) tarkoittaa valmistetun hienon jauheen dispergoimista, jonka koostumus on sama kuin suspensiossa olevan paksun kalvon kanssa suspension muodostamiseksi, jossa on erilaisia ​​pitoisuuksia. pietsosähköinen levykide . Suspension pH-arvo säädetään happo-emäsliuoksella. Stabiili suspensio saadaan ultraäänidispersiolla ja magneettisekoituksella, ja jatkuvassa paineessa varaushiukkaset liikkuvat suunnassa sähkökentän vaikutuksesta, jolloin saadaan paksu kalvo, jolla on tietty paksuus. Tällä menetelmällä valmistetun paksun kalvon etuna on yksinkertainen laitteisto, nopea kalvonmuodostus, pinnoitettujen osien rajoittamaton muoto, tasainen ja säädettävä kalvon paksuus jne. Tuloksena oleva paksu kalvo voi saavuttaa kymmeniä mikroneja, ja koostumus on tasainen ja tiheä.

Pietsosähköisten ohutkalvomateriaalien käyttö
Pietsosähköisiä kalvoja käytetään laajalti niiden erinomaisen suorituskyvyn ansiosta. Pietsosähköisistä paksukalvoista voidaan valmistaa erilaisia mikrolaitteita, kuten mikropumppuja, ultraäänimoottoreita, resonaattoreita, pyrosähköisiä paksukalvoantureita, paksukalvotoimilaitteita, mikroenergian antureita jne.
 
1. Hydrofoni ja kaikuluotain
General Electric -yhtiön yksikalvoinen hydrofoni 2,5 μm:n paksuisena PV-kalvona ja PV piezoelec-substraattina. NDE-muuntimet, ja niitä voidaan käyttää alueella 0,5 ~ 50 HZ Karakterisointi ja kalibrointi.Näiden laitteiden pitkäaikaisen vakauden ja toistettavuuden vuoksi näitä hydrofonien ominaisuuksia on hyödynnetty uuden monielementtiinstrumentin kehittämisessä. vedenalainen skannaava luotainjärjestelmä koostuu 100 PVDF-substraattihydrofonista vedenalaisille turva-/pelastuslaitteille. Järjestelmä käyttää passiivista tilaa toimintataajuudella 1 - 1 000 HZ. Sitä voidaan käyttää myös aktiivisessa tilassa kolmella eri taajuudella. Se voidaan havaita tällä järjestelmällä. Pienet sukellusveneet jopa 3 km:n päässä voivat havaita moottorit jopa 600 metriin asti, ja kulmapoikkeama on alle 5 mm. Tuoreen hydrofonin laskentamalli osoittaa, että jos PVDF-elementti on oikein suunniteltu järjestelmäesittelyssä, hydrofoni pystyy havaitsemaan yli 10 dB:n signaaleja.

2. Antifouling
Pietsosähköisellä ultraäänianturilla on erittäin laajat näkymät antifouling-sovelluksissa. Tällä hetkellä National Institute of Research ja Montrichin yliopisto Ranskassa 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 tai laivojen kuoriin. Samalla tutkitaan samalla periaatteella pakkasnestepintojen valmistamista lentokoneisiin.

3. Lääketiede
Tällä hetkellä ihmiset tutkivat aktiivisesti PVD F:n käyttöä lääketieteessä. Monissa maissa monet vauvat kuolevat SIDS:iin tai muihin oireyhtymiin joka vuosi. Imeväisten äkillisen kuolleisuuden vähentämiseksi ainakin kolme yritystä Hollannissa, Saksassa ja Yhdysvalloissa valmistaa hengityslaitteita. Tämä näyttö asettaa PVDF-pietsosähköisellä kalvolla varustetun maton vauvan vartalon alle valvomaan jatkuvasti hengityksen ja sydämen sykkeen aiheuttamaa pientä tärinää (etenkin yöllä). Pitkällä aikavälillä se laukaisee hälytyksen, joka voi estää vauvan tukehtumiskuoleman ajoissa ja tehokkaasti.

4. Elektrodit
Jos elektrodin ulkopinta on peitetty PVDF-pietsosähköisellä polymeerikerroksella, se voi muuntaa tietoja, kuten tärinää, iskua, painetta, jännitystä ja jännitystä sähköisiksi signaaleiksi. Tämän tyyppisille elektrodille, kvasistaattiselle sisääntulolle matalasta taajuudesta korkeaan taajuuteen, sen lähtö voi aina säilyttää taajuusominaisuutensa, ja sähköisen signaalin lähtö on lineaarisesti suhteessa käytettyyn paineeseen. Samaan aikaan tällä elektrodilla on myös hyvä lämpötilan stabiilisuus, joka sopii erilaisiin -40 ~ 70 ℃ ympäristöihin. 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
Sigma Researchin kehittämä 'Portable Automatic Remote Inspection System', lyhennettynä PAR IS, on yksi ensimmäisistä kehittyneistä laitteista, jotka ovat tulleet hyödykeaikakauteen. Tämä järjestelmä on suunniteltu erityisesti laajojen kerros- tai komposiittirakenteiden paikan päällä tapahtuvaan tarkastukseen.

Keskeinen elementti pietsosähköinen anturi 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 MHz. Grafiitti-epoksikomposiitteja lentokoneissa tai suuria rakenteita laivoissa voidaan käyttää kätevään testaukseen. Alumiinin ja teräksen osalta tässä suhteessa on jo saatu tyydyttäviä tuloksia. Tätä erityistä PVDF-sovellusta varten on havaittu, että kalvo, jolla on biaksiaalinen polariteetti, on sopivampi kuin yksiaksiaalinen polariteetti.

6. Rakennevalvonta
Pietsosähköisellä PVD F -kalvolla on tiettyjä sovelluksia myös rakennevalvonnassa. PVDF pietsosähköisen kalvon valvontarakenteen perusominaisuuksista suoritettiin systemaattinen tutkimus ja PVDF:n pietsosähköisen kalvon valvontarakenteen dynaaminen ja staattinen vastetesti. Samalla tehtiin myös alustava tutkimus rakenteen iskukuormituksesta PVDF-pietsosähköisellä kalvolla. Tulokset osoittavat , että PVD F - pietsosähköisen kalvon käyttö voi seurata rakenteeseen kohdistuvaa iskukuormitusta reaaliajassa ja heijastaa rakenteeseen kohdistuvia törmäysvaurioita ajoissa . Koska pietsosähköisten ohutkalvomateriaalien käyttö on yhä laajempaa, se tulee kehittymään hyvin tulevaisuudessa. Pietsosähköisen ohutkalvon valmistustekniikka kehittyy myös kohti korkeaa tehokkuutta, alhaisia ​​kustannuksia ja korkeaa laatua. Koska CVD-menetelmällä on parempi peitto, se voidaan levittää syviin reikiin, askelmiin, syvennyksiin tai muihin monimutkaisiin kolmiulotteisiin muotoihin. Lisäksi kemiallisella höyrypinnoitusmenetelmällä voidaan myös säädellä valmistetun kalvon stoikiometristä suhdetta laajalla alueella, mikä on erittäin näkyvä muihin menetelmiin verrattuna.
Kemiallisten höyrypinnoituslaitteiden kustannukset ja käyttökustannukset ovat suhteellisen alhaiset, mikä soveltuu massatuotantoon ja jatkuvaan tuotantoon ja on hyvä yhteensopivuus muiden käsittelymenetelmien kanssa. Siksi tulevaisuudessa CVD-menetelmän käyttö pietsosähköisten kalvojen valmistuksessa tulee olemaan hyvin sovellettavissa ja pietsosähköisiä kalvoja hyödynnetään paremmin.