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厚膜の熱水調製には多くの利点があります。
① このプロセスは液相で一度に完了し、その後の結晶化熱処理が不要であるため、熱処理プロセス中に発生する可能性のあるクラック、結晶粒の粗大化、基板や雰囲気との反応などの欠陥が回避されます。
②前駆体として無機物質を使用し、反応媒体として水を使用するため、原料が容易に入手でき、製膜コストが削減され、環境汚染が少ない。
③ 設備がシンプルで水熱処理温度が低いため、水熱処理前後での膜成分と基板成分の相互拡散が起こりません。得られるフィルムは高純度で均一性が良好です。さらに、この方法を厚膜の作製に使用すると、さまざまな複雑な形状の基板表面に厚膜を堆積することができます。得られる厚膜には、自発分極、低いヒステリシス、および基板との良好な接着という特定の利点があります。現在、この方法はますます注目を集めています。
6. 電気泳動堆積法
電気泳動堆積（EPD）とは、厚膜と同じ組成で調製された微粉末を懸濁液に分散させ、異なる濃度の懸濁液を形成することを指します。 圧電板水晶。懸濁液の pH 値は酸塩基溶液で調整されます。超音波分散と磁気撹拌により安定な懸濁液が得られ、一定の圧力下で電界の作用により帯電粒子を一定方向に移動させ、一定の厚さの厚膜を得ることができます。この方法で製造された厚膜は、設備が簡単、成膜が速い、めっき部品の形状が無制限、膜厚が均一で制御可能などの利点があります。得られる厚膜は数十ミクロンに達することもあり、組成は均一で緻密です。
圧電薄膜材料の応用
圧電薄膜はその優れた性能から広く使われています。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. ハイドロフォンとソナー
基板として厚さ 2.5 μm の PVDF 圧電フィルムを備えたゼネラルエレクトリック社のシングルダイアフラムハイドロフォンは、医療用および NDE トランスデューサーに使用でき、特性評価と校正は 0.5 ～ 50 HZ の範囲で使用できます。これらのデバイスの長期安定性と再現性により、ハイドロフォンのこれらの特性は、新しい多素子機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。 3 つの異なる周波数でアクティブ モードで動作させることもできます。このシステムで検出できます。最大 3 km 離れた小型潜水艦も、最大 600 m 離れたエンジンを検出でき、角度の偏差は 5 mm 未満です。最近の水中聴音器計算モデルは、PVDF 要素がシステムのデモンストレーションで適切に設計されていれば、水中聴音機が 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
圧電超音波トランスデューサは、 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、フランス国立研究所とモントリッヒ大学が圧電フィルム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や船舶の外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、飛行機の不凍液表面を製造する方法についても同じ原理が研究されています。
3. 医学
現在、PVD F の医学への応用が盛ん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、ドイツ、米国の少なくとも3社が呼吸モニターを製造している。このモニターは、PVDF 圧電フィルムを使用したマットを赤ちゃんの体の下に置き、呼吸や心拍による微振動（特に夜間）を継続的に監視します。一定時間が経過するとアラームが鳴り、赤ちゃんの窒息死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維持することができ、電気信号の出力は加えられた圧力に対して線形の関係にあります。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。その範囲は一般に0.25～25p C/Nです。細い圧電シートを円形に巻くことにより、値が40p C/Nの高感度圧電電極が得られます。
5. 航空およびナビゲーション
シグマリサーチによって開発された「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。
の重要な要素 圧電センサー は 200 × 200 mm の変形可能な PVDF 圧電フィルムで、1024 個のトランスデューサーが含まれています。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ー、データサンプラー、表示デバイスもあります。この受信機の総信号対雑音比は 100 dB、中心周波数は 2.5 MHz 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。 PVDF 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 圧電フィルムには、構造モニタリングにも特定の用途があります。 PVDF 圧電膜モニタリング構造の基本特性に関する系統的な研究が実行され、PVDF 圧電膜モニタリング構造の動的および静的応答試験が行われました。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研究も実施した。結果は、PVD F 圧電フィルムの使用により、構造上の衝撃荷重をリアルタイムで監視でき、構造上の衝撃損傷を適時に反映できることを示しています。圧電薄膜材料の応用はますます広範になるため、将来的には十分に発展するでしょう。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、くぼみ、またはその他の複雑な 3 次元形状にも堆積できます。さらに、化学気相成長法は、製造される膜の化学量論比を広い範囲で制御することもでき、この点は他の方法と比較して非常に優れている。
化学気相成長装置のコストと運用コストは比較的低く、大量生産や連続生産に適しており、他のプロセス手順との互換性も良好です。したがって、将来的には、圧電膜の作製にＣＶＤ法の使用が十分に適用され、圧電膜がより有効に利用されることになる。
