Toepassing van piëzo-elektrische dunne-filmmaterialen

Piëzo-elektrische films worden veel gebruikt vanwege hun uitstekende prestaties. Piëzo-elektrische dikke films kunnen worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan micro-apparaten te vervaardigen, zoals micropompen, ultrasone motoren, resonatoren, pyro-elektrische dikke filmsensoren, dikke filmactuators, micro-energie-pickups, enz.

 

1. Hydrofoon en sonar

De enkelmembraanhydrofoons van General Electric Company met een 2,5 μm dikke PVD F-piëzo-elektrische film als substraat, piëzo-keramische schijf kan worden gebruikt in medische en BDE-transducers, en kan worden gebruikt in het bereik van 0,5 tot 50 Hz karakterisering en kalibratie. Vanwege de langdurige stabiliteit en herhaalbaarheid van deze apparaten zijn deze kenmerken van hydrofoons gebruikt om een ​​nieuw type multivariate instrument te ontwikkelen. Het onderwater scanning sonarsysteem bestaat uit 100 PVDF-substraathydrofoons voor onderwaterveiligheids-/reddingsapparatuur. Dit apparaat is een paar jaar geleden geproduceerd. Het systeem maakt gebruik van de passieve modus met een werkfrequentie van 1 tot 1.000 Hz. In de actieve modus kan het ook op drie verschillende frequenties werken. Met dit systeem kan worden gedetecteerd dat kleine onderzeeërs tot op 3 km afstand ook motoren tot op 600 m afstand kunnen detecteren, en de hoekafwijking is minder dan 5'. Uit het recente rekenmodel van de hydrofoon blijkt dat als het PVD F-element goed is ontworpen, de hydrofoon in de systeemdemonstratie signalen van meer dan 10 dB kan detecteren.

2. Antifouling

Piëzofilm heeft zeer brede perspectieven in aangroeiwerende toepassingen. Momenteel hebben het National Institute of Research en de Universiteit van Montrich onderzoek gedaan naar de aangroeiwerende werking van piëzo-elektrische films. Het is bewezen dat piëzo-elektrische film effectiever is voor het meten van de trillingen van het polymeer in de schaal. Daarom kan het worden gebruikt om de nadering van de meeste mariene organismen, die vervuiling van schepen zullen veroorzaken, te voorkomen. Bovendien breidt het Delfts Wetenschappelijk Onderzoeksinstituut in Nederland de conclusies die het heeft getrokken uit naar grotere metalen constructies, zoals de granaten van koopvaardijschepen. Tegelijkertijd hetzelfde principe van Er wordt onderzoek gedaan naar piëzo-keramisch schijfkristal om antivriesoppervlakken in vliegtuigen te produceren.

3. Geneeskunde

Momenteel bestuderen mensen actief de toepassing van PVDF in de geneeskunde. In veel landen sterven jaarlijks veel baby's aan wiegendood of andere ziektebeelden. Om het plotselinge sterftecijfer onder zuigelingen terug te dringen, produceren minstens drie bedrijven in Nederland en de Verenigde Staten een ademhalingsmonitor. A

Deze monitor legt een mat met piëzo-elektrische PVD F-film onder het lichaam van de baby om continu de lichte trillingen te controleren die worden veroorzaakt door de ademhaling en de hartslag (vooral 's nachts), wanneer het ademhalingsinterval of de hartslag groter wordt. Op een vooraf ingestelde tijdsduur, bijvoorbeeld 20 s, zal het een alarm activeren, dat verstikking en de dood van de baby op tijd en effectief kan voorkomen.

4. Elektroden

Als het buitenoppervlak van de elektrode bedekt is met een laag PVDF-piëzo-elektrisch polymeer, kan deze informatie zoals trillingen, schokken, druk, spanning en spanning omzetten in elektrische signalen. Voor dit type elektrode kan, voor de quasi-statische invoer van lage frequentie naar hoge frequentie, de uitvoer ervan altijd zijn frequentiekarakteristieken behouden, en de uitvoer van het elektrische signaal heeft een lineair verband met de aangelegde druk. Tegelijkertijd heeft deze elektrode ook een goede temperatuurstabiliteit, geschikt voor verschillende omgevingen van -40 ~ 70 ℃. Het bereik ligt doorgaans tussen 0,25 en 25 p C/N. Door het smalle piëzo-elektrische vel tot een cirkel te wikkelen, kan een gevoelige piëzo-elektrische elektrode met een waarde van 40 p C/N worden verkregen.

5. Luchtvaart en navigatie

Het door Research ontwikkelde 'Portable Automatic Remote Inspection System', afgekort als PAR IS, is een van de eerste geavanceerde apparaten die het commodity-tijdperk betreedt. Dit systeem is speciaal ontworpen voor in-situ inspectie van grote gelaagde constructies of composietconstructies.

Het belangrijkste element is een vervormbare PVDF-piëzo-elektrische film van 200 x 200 mm, die 1024 transducers bevat. De flexibiliteit van deze film is zeer goed en past volledig op het gebogen oppervlak met een kromtestraal van 4. Het ermee verbonden apparaat heeft ook een draagbare controller, datasampler en weergaveapparaat.

Deze ontvanger heeft een totale signaal-ruisverhouding van 100 dB en een middenfrequentie van 2,5 MHz. Grafiet-epoxycomposieten in vliegtuigen of grote constructies op schepen kunnen worden gebruikt voor gemakkelijk testen. Voor aluminium en staal zijn in dit opzicht reeds bevredigende resultaten verkregen. Voor deze specifieke toepassing van PVD F is gebleken dat de film met biaxiale polariteit geschikter is dan de uniaxiale polariteit.

6. Structureel toezicht

De piëzo-elektrische PVD F-film heeft ook bepaalde toepassingen bij structurele monitoring. Er werd een systematisch onderzoek uitgevoerd naar de basiskenmerken van de piëzo-elektrische filmmonitoringstructuur van PVD F. Er werd een dynamische en statische responstest van de piëzo-elektrische filmmonitoringstructuur van PVDF uitgevoerd. Tegelijkertijd werd ook een vooronderzoek uitgevoerd naar de impactbelasting van de constructie met behulp van PVDF-piëzo-elektrische film. .

Zoals de toepassing van piëzo-elektrische schijventransducers worden steeds uitgebreider en zullen in de toekomst goed worden ontwikkeld. De productietechnologie van piëzo-elektrische dunne film zal zich ook ontwikkelen in de richting van hoge efficiëntie, lage kosten en hoge kwaliteit. Omdat de CVD-methode een betere dekking heeft, kan deze worden afgezet in diepe gaten, trappen, verdiepingen of andere complexe driedimensionale vormen. Bovendien kan de chemische dampdepositiemethode ook de stoichiometrische verhouding van de bereide film in een breed bereik regelen, wat zeer prominent is in vergelijking met andere methoden. De kosten en bedrijfskosten van apparatuur voor chemische dampdepositie zijn relatief laag, geschikt voor zowel batchproductie als continue productie, en zijn goed compatibel met andere verwerkingsprocedures. Daarom zal het gebruik van de CVD-methode voor de bereiding van piëzo-elektrische films in de toekomst goed worden toegepast en zullen piëzo-elektrische films beter worden gebruikt.