Aplicarea materialelor piezoelectrice cu film subțire

Filmele piezoelectrice sunt utilizate pe scară largă datorită performanței lor excelente. Filmele groase piezoelectrice pot fi utilizate pentru fabricarea unei varietăți de microdispozitive, cum ar fi micropompe, motoare cu ultrasunete, rezonatoare, senzori piroelectrici cu peliculă groasă, actuatoare cu peliculă groasă, pickup-uri de micro-energie etc.

 

1. Hidrofon și sonar

Hidrofoanele cu o singură diafragmă ale General Electric Company cu o peliculă piezoelectrică PVD F de 2,5 μm grosime ca substrat, Discul piezo-ceramic poate fi utilizat în traductoare medicale și NDE și poate fi utilizat în intervalul de caracterizare și calibrare de la 0,5 la 50 HZ. Datorită stabilității și repetabilității pe termen lung a acestor dispozitive, aceste caracteristici ale hidrofoanelor au fost utilizate pentru a dezvolta un nou tip de instrument multivariat. Sistemul sonar de scanare subacvatică este compus din 100 de hidrofoane cu substrat PVDF pentru dispozitive de siguranță/salvare subacvatică. Acest dispozitiv a fost produs acum câțiva ani. Sistemul utilizează modul pasiv cu o frecvență de funcționare de la 1 la 1 000 HZ. De asemenea, poate funcționa în trei frecvențe diferite în modul activ. Poate fi detectat cu acest sistem, submarinele mici de până la 3 km distanță pot detecta și motoarele de până la 600 m distanță, iar abaterea unghiului este mai mică de 5'. Modelul recent de calcul al hidrofonului arată că, dacă elementul PVD F este proiectat corespunzător, hidrofonul poate detecta semnale de peste 10 dB în demonstrația sistemului.

2. Antifouling

Folia piezoare are perspective foarte largi în aplicațiile antifouling. În prezent, Institutul Național de Cercetare și Universitatea din Montrich au efectuat cercetări cu privire la anti-fouling a filmelor piezoelectrice. Filmul piezoelectric s-a dovedit a fi mai eficient pentru măsurarea vibrației polimerului din carcasă. Prin urmare, poate fi folosit pentru a preveni apropierea majorității organismelor marine care vor provoca poluarea navelor. În plus, Institutul de Cercetare Științifică Delft din Țările de Jos extinde concluziile pe care le-a obținut asupra structurilor metalice mai mari, cum ar fi carcasele navelor comerciale. În același timp, același principiu al Discul de cristal piezo-ceramic este studiat pentru a produce suprafețe antigel pe avioane.

3. Medicina

În prezent, oamenii studiază în mod activ aplicarea PVDF în medicină. În multe țări, mulți bebeluși mor de SIDS sau alte sindroame în fiecare an. Pentru a reduce rata morții subite a sugarilor, cel puțin trei companii din Țările de Jos și Statele Unite produc un monitor respirator. O

Acest monitor pune sub corpul bebelușului un covoraș cu folie piezoelectrică PVD F pentru a monitoriza continuu ușoarele vibrații cauzate de respirație și bătăile inimii (mai ales pe timp de noapte), când intervalul de respirație sau bătăile inimii depășește La o perioadă de timp prestabilită, să zicem 20 s, va declanșa o alarmă, care poate preveni sufocarea și moartea bebelușului în timp și eficient.

4. Electrozi

Dacă suprafața exterioară a electrodului este acoperită cu un strat de polimer piezoelectric PVDF, acesta poate converti informații precum vibrații, șocuri, presiune, stres și deformare în semnale electrice. Pentru acest tip de electrod, pentru intrarea cvasistatică de la frecvență joasă la frecvență înaltă, ieșirea acestuia își poate păstra întotdeauna caracteristicile de frecvență, iar ieșirea semnalului electric are o relație liniară cu presiunea aplicată. În același timp, acest electrod are și o stabilitate bună la temperatură, potrivit pentru diverse medii de-40 ~ 70 ℃. Intervalul este în general de la 0,25 la 25 p C/N. Prin înfășurarea foii piezoelectrice înguste într-un cerc, se poate obține un electrod piezoelectric sensibil cu o valoare de 40 p C/N.

5. Aviație și navigație

„Sistemul de inspecție automată portabil la distanță” dezvoltat de Research, abreviat ca PAR IS, este unul dintre primele dispozitive avansate care a intrat în era mărfurilor. Acest sistem este special conceput pentru inspecția in situ a structurilor stratificate cu suprafețe mari sau a structurilor compozite.

Elementul cheie este un film piezoelectric PVDF deformabil de 200 × 200 mm, care conține 1024 traductoare. Flexibilitatea acestui film este foarte bună și se poate potrivi complet pe suprafața curbată cu o rază de curbură de 4. Dispozitivul conectat cu acesta are și un controler portabil, un prelevator de date și un dispozitiv de afișare.

Acest receptor are un raport total semnal-zgomot de 100 dB și o frecvență centrală de 2,5 M Hz. Compozitele grafit-epoxidice pe avioane sau structurile mari de pe nave pot fi folosite pentru testare convenabilă. Pentru aluminiu și oțel, s-au obținut deja rezultate satisfăcătoare în acest sens. Pentru această aplicație particulară a PVD F, s-a descoperit că pelicula cu polaritate biaxială este mai potrivită decât polaritatea uniaxială.

6. Monitorizare structurală

Filmul piezoelectric PVD F are și anumite aplicații în monitorizarea structurală. A fost realizat un studiu sistematic asupra caracteristicilor de bază ale structurii de monitorizare a filmului piezoelectric PVD F. A fost efectuat un test de răspuns dinamic și static al structurii de monitorizare a filmului piezoelectric PVDF. Totodată, a fost realizat și un studiu preliminar asupra sarcinii de impact a structurii folosind film piezoelectric PVDF. .

Ca aplicare a traductorul cu discuri piezoelectrice este din ce în ce mai extins, va fi bine dezvoltat în viitor. Tehnologia de fabricație a peliculei subțiri piezoelectrice se va dezvolta, de asemenea, către o eficiență ridicată, un cost scăzut și o calitate înaltă. Deoarece metoda CVD are o acoperire mai bună, poate fi depusă pe găuri adânci, trepte, depresiuni sau alte forme tridimensionale complexe. În plus, metoda de depunere chimică în vapori poate controla, de asemenea, raportul stoechiometric al filmului preparat într-o gamă largă, ceea ce este foarte proeminent în comparație cu alte metode. Costul și costul operațional al echipamentelor de depunere chimică în vapori sunt relativ scăzute, fiind adecvate atât pentru procesele de producție, cât și pentru procesele de producție continuu. Prin urmare, în viitor, utilizarea metodei CVD pentru prepararea filmelor piezoelectrice va fi bine aplicată, iar filmele piezoelectrice vor fi mai bine utilizate.