Penerapan bahan film tipis piezoelektrik

Film piezoelektrik banyak digunakan karena kinerjanya yang sangat baik. Film tebal piezoelektrik dapat digunakan untuk memproduksi berbagai perangkat mikro, seperti pompa mikro, motor ultrasonik, resonator, sensor film tebal piroelektrik, aktuator film tebal, pickup energi mikro, dll.

 

1. Hidrofon dan sonar

Hidrofon diafragma tunggal General Electric Company dengan film piezoelektrik PVD F setebal 2,5 m sebagai substrat, cakram keramik piezo dapat digunakan dalam transduser medis dan NDE, dan dapat digunakan dalam kisaran karakterisasi dan kalibrasi 0,5 hingga 50 HZ. Karena stabilitas jangka panjang dan kemampuan pengulangan perangkat ini, karakteristik hidrofon ini telah digunakan untuk mengembangkan instrumen multivariat jenis baru. Sistem sonar pemindaian bawah air terdiri dari 100 hidrofon substrat PVDF untuk perangkat keselamatan/penyelamatan bawah air. Perangkat ini diproduksi beberapa tahun lalu. Sistem menggunakan mode pasif dengan frekuensi operasi 1 hingga 1.000 HZ. Itu juga dapat beroperasi dalam tiga frekuensi berbeda dalam mode aktif. Sistem ini dapat mendeteksi kapal selam kecil hingga jarak 3 km, juga dapat mendeteksi mesin hingga jarak 600 m, dan deviasi sudut kurang dari 5'. Model perhitungan hidrofon terbaru menunjukkan bahwa jika elemen PVD F dirancang dengan benar, hidrofon dapat mendeteksi sinyal lebih dari 10 dB dalam demonstrasi sistem.

2. Antifouling

Film Piezo memiliki prospek yang sangat luas dalam aplikasi antifouling. Saat ini, Institut Penelitian Nasional dan Universitas Montrich telah melakukan penelitian tentang anti-fouling pada film piezoelektrik. Film piezoelektrik telah terbukti lebih efektif untuk mengukur getaran polimer pada cangkang. Oleh karena itu, dapat digunakan untuk mencegah mendekatnya sebagian besar organisme laut yang akan menyebabkan pencemaran kapal. Selain itu, Institut Penelitian Ilmiah Delft di Belanda memperluas kesimpulan yang diperolehnya pada struktur logam yang lebih besar, seperti cangkang kapal dagang. Pada saat yang sama, prinsip yang sama Kristal cakram keramik piezo sedang dipelajari tentang cara memproduksi permukaan antibeku di pesawat terbang.

3. Kedokteran

Saat ini, masyarakat sedang aktif mempelajari penerapan PVDF dalam bidang kedokteran. Di banyak negara, banyak bayi meninggal karena SIDS atau sindrom lainnya setiap tahunnya. Guna menurunkan angka kematian mendadak pada bayi, setidaknya tiga perusahaan di Belanda, dan Amerika Serikat memproduksi alat pemantau pernapasan. A

Monitor ini meletakkan alas dengan film piezoelektrik PVD F di bawah tubuh bayi untuk terus memantau sedikit getaran yang disebabkan oleh pernapasan dan detak jantung (terutama di malam hari), bila interval pernapasan atau detak jantung melebihi jangka waktu yang telah ditentukan sebelumnya, katakanlah 20 detik, ini akan memicu alarm, yang dapat mencegah mati lemas dan kematian bayi secara tepat waktu dan efektif.

4. Elektroda

Jika permukaan luar elektroda dilapisi dengan lapisan polimer piezoelektrik PVDF, informasi seperti getaran, guncangan, tekanan, tegangan, dan regangan dapat diubah menjadi sinyal listrik. Untuk elektroda jenis ini, untuk masukan kuasi-statis dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi, keluarannya selalu dapat mempertahankan karakteristik frekuensinya, dan keluaran sinyal listrik memiliki hubungan linier dengan tekanan yang diberikan. Pada saat yang sama, elektroda ini juga memiliki stabilitas suhu yang baik, cocok untuk berbagai lingkungan -40 ~ 70 ℃. Kisaran umumnya dari 0,25 hingga 25 p C/N. Dengan melilitkan lembaran piezoelektrik sempit menjadi lingkaran, elektroda piezoelektrik sensitif dengan nilai 40 p C/N dapat diperoleh.

5. Penerbangan dan Navigasi

'Sistem Inspeksi Jarak Jauh Otomatis Portabel' yang dikembangkan oleh Research, disingkat PAR IS, adalah salah satu perangkat canggih pertama yang memasuki era komoditas. Sistem ini dirancang khusus untuk inspeksi di tempat pada struktur berlapis atau struktur komposit dengan area luas.

Elemen kuncinya adalah film piezoelektrik PVDF yang dapat dideformasi berukuran 200×200 mm, yang berisi 1024 transduser. Fleksibilitas film ini sangat baik, dan dapat sepenuhnya sesuai dengan permukaan lengkung dengan radius kelengkungan 4. Perangkat yang terhubung dengannya juga memiliki pengontrol genggam, pengambilan sampel data, dan perangkat tampilan.

Penerima ini memiliki rasio signal-to-noise total 100 dB dan frekuensi tengah 2,5 M Hz. Komposit grafit-epoksi di pesawat terbang atau bangunan besar di kapal dapat digunakan untuk memudahkan pengujian. Untuk aluminium dan baja, hasil yang memuaskan telah diperoleh dalam hal ini. Untuk aplikasi khusus PVD F ini, ditemukan bahwa film dengan polaritas biaksial lebih cocok daripada film dengan polaritas uniaksial.

6. Pemantauan struktural

Film piezoelektrik PVD F juga memiliki aplikasi tertentu dalam pemantauan struktural. Sebuah studi sistematis tentang karakteristik dasar struktur pemantauan film piezoelektrik PVD F telah dilakukan. Uji respon dinamis dan statis struktur monitoring film piezoelektrik PVDF telah dilakukan. Pada saat yang sama, studi pendahuluan mengenai beban impak struktur menggunakan film piezoelektrik PVDF juga dilakukan. .

Sebagai penerapan transduser cakram piezoelektrik semakin luas, dan akan dikembangkan dengan baik di masa depan. Teknologi pembuatan film tipis piezoelektrik juga akan berkembang menuju efisiensi tinggi, biaya rendah dan kualitas tinggi. Karena metode CVD memiliki cakupan yang lebih baik, maka dapat diendapkan pada lubang yang dalam, tangga, cekungan, atau bentuk tiga dimensi kompleks lainnya. Selain itu, metode pengendapan uap kimia juga dapat mengontrol rasio stoikiometri film yang disiapkan dalam rentang yang luas, yang sangat menonjol dibandingkan dengan metode lain. Biaya dan biaya pengoperasian peralatan pengendapan uap kimia relatif rendah, cocok untuk produksi batch dan produksi berkelanjutan, serta memiliki kompatibilitas yang baik dengan prosedur pemrosesan lainnya. Oleh karena itu, kedepannya penggunaan metode CVD untuk pembuatan film piezoelektrik akan diterapkan dengan baik, dan film piezoelektrik akan lebih baik digunakan.