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圧電フィルムはその優れた性能により広く使用されています。圧電厚膜は、マイクロポンプ、超音波モーター、共振器、焦電厚膜センサー、厚膜アクチュエーター、マイクロエネルギーピックアップなどのさまざまなマイクロデバイスの製造に使用できます。
1. ハイドロホンとソナー
基板として厚さ 2.5 μm の PVD F 圧電フィルムを備えた General Electric Company のシングル ダイアフラム ハイドロフォン、 ピエゾ セラミック ディスクは 医療用および臨死体験トランスデューサーに使用でき、0.5 ～ 50 Hz の特性評価と校正に使用できます。これらの装置の長期安定性と再現性のため、ハイドロフォンのこれらの特性は、新しいタイプの多変量計器の開発に利用されています。水中スキャニングソナーシステムは、水中安全/救助装置用の100個のPVDF基板ハイドロフォンで構成されています。この装置は数年前に製造されました。このシステムは、動作周波数 1 ～ 1,000 Hz のパッシブ モードを使用します。アクティブ モードでは 3 つの異なる周波数で動作することもできます。このシステムでは、最大 3 km 離れた小型潜水艦を検出でき、最大 600 m 離れたエンジンも検出でき、角度偏差は 5 フィート未満です。最近の水中聴音器計算モデルは、PVD F 要素が適切に設計されていれば、システムのデモンストレーションで水中聴音器が 10 dB を超える信号を検出できることを示しています。
2.防汚性
ピエゾフィルムは防汚用途において非常に幅広い可能性を秘めています。現在、国立研究所とモントリッヒ大学が圧電膜の防汚性に関する研究を行っている。圧電フィルムは、シェル内のポリマーの振動を測定するのにより効果的であることが証明されています。したがって、船舶の汚染を引き起こすほとんどの海洋生物の接近を防ぐために使用できます。さらに、オランダのデルフト科学研究所は、得られた結論を商船の船殻などのより大きな金属構造物にも拡張しています。同時に、同じ原理で、 ピエゾセラミックディスク結晶は 、航空機の不凍液表面を生成する方法について研究されています。
3. 薬
現在、医療における PVDF の応用が積極的に研究されています。多くの国では、毎年多くの乳児がSIDSまたはその他の症候群で死亡しています。乳児の突然死率を減らすために、オランダと米国の少なくとも3社が呼吸モニターを製造している。あ
このモニターは、PVD F 圧電フィルムを備えたマットを赤ちゃんの体の下に置き、呼吸と心拍によって引き起こされるわずかな振動 (特に夜間) を継続的に監視します。呼吸または心拍の間隔があらかじめ設定された時間 (たとえば 20 秒) を超えると、アラームが作動します。これにより、赤ちゃんの窒息と死亡を時間内かつ効果的に防ぐことができます。
4. 電極
電極の外面が PVDF 圧電ポリマーの層で覆われている場合、振動、衝撃、圧力、応力、ひずみなどの情報を電気信号に変換できます。このタイプの電極は、低周波から高周波までの準静的な入力に対して、その出力は常にその周波数特性を保持することができ、電気信号の出力は加えられた圧力に対して線形の関係を持ちます。同時に、この電極は温度安定性にも優れており、-40〜70℃のさまざまな環境に適しています。通常、範囲は 0.25 ～ 25 p C/N です。細い圧電シートを円形に巻くことにより、C/N 40p の高感度圧電電極が得られます。
5. 航空と航法
Research が開発した「ポータブル自動遠隔検査システム」(PAR IS と略称) は、コモディティ時代に突入した最初の高度なデバイスの 1 つです。このシステムは、大面積の層状構造または複合構造の現場検査用に特別に設計されています。
重要な要素は、1024 個のトランスデューサーを含む 200 × 200 mm の変形可能な PVDF 圧電フィルムです。このフィルムの柔軟性は非常に優れており、曲率半径4の曲面に完全にフィットします。接続されるデバイスには、ハンドヘルドコントローラ、データサンプラー、表示デバイスも含まれます。
この受信機の総信号対雑音比は 100 dB、中心周波数は 2.5 M Hz です。飛行機のグラファイト-エポキシ複合材料や船舶の大型構造物は、便利なテストに使用できます。アルミニウムと鋼については、この点ですでに満足のいく結果が得られています。 PVD F のこの特定の用途では、一軸極性のフィルムよりも二軸極性のフィルムの方が適していることがわかっています。
6. 構造モニタリング
PVD F 圧電膜は、構造モニタリングにも特定の用途があります。 PVD F 圧電膜モニタリング構造の基本特性に関する体系的な研究が実施されました。 PVDF 圧電膜モニタリング構造の動的および静的応答テストが行われました。同時に、PVDF 圧電膜を用いた構造体の衝撃荷重に関する予備検討も実施しました。 。
応用としては 圧電ディスクトランスデューサ はますます広範になり、将来的には十分に開発されるでしょう。圧電薄膜の製造技術も高効率、低コスト、高品質を目指して発展していきます。 CVD法はカバレージが優れているため、深い穴、段差、凹みなどの複雑な三次元形状にも成膜することができます。また、化学気相成長法は、作製する膜の化学量論比を広範囲で制御することができ、これは他の方法と比べて非常に優れています。化学気相成長装置のコストと運用コストは比較的低く、バッチ生産と連続生産の両方に適しており、他のプロセス手順との互換性が良好です。したがって、将来的には、圧電膜の製造に CVD 法の使用が十分に適用され、圧電膜の利用がさらに促進されるでしょう。
