Materialele ceramice piezoelectrice sunt materiale funcționale care realizează conversia dintre energia mecanică și energia electrică (2)

Prepararea hidrotermală a peliculelor groase are multe avantaje:

① Acest proces este finalizat în fază lichidă odată și nu este necesar un tratament termic de cristalizare ulterioară, evitându-se astfel defecte precum fisurarea, îngroșarea cerealelor, reacția cu substratul sau atmosfera care pot fi cauzate în timpul procesului de tratament termic;
②Substanțele anorganice sunt folosite ca precursori, iar apa este folosită ca mediu de reacție, materiile prime sunt ușor disponibile, costul pregătirii filmului este redus și poluarea mediului este mai mică;
③ Echipamentul este simplu, iar temperatura de tratament hidrotermal este scăzută, ceea ce evită interdifuzia filmului și a componentelor substratului înainte și după tratamentul hidrotermal. Filmul rezultat are o puritate ridicată și o uniformitate bună. În plus, atunci când această metodă este utilizată pentru a pregăti pelicule groase, peliculele groase pot fi depuse pe suprafețele substratului de diferite forme complexe. Filmele groase rezultate au anumite avantaje de polarizare spontană, histerezis scăzut și lipire bună cu substraturile. În prezent, această metodă a atras din ce în ce mai multă atenție.

6. Metoda de depunere electroforetică
Depunerea electroforetică (EPD) se referă la dispersarea pulberii fine preparate cu aceeași compoziție ca și pelicula groasă din suspensie pentru a forma o suspensie cu concentrații diferite de placă piezoelectrică cristal . Valoarea pH-ului suspensiei este ajustată cu o soluție acido-bazică. Suspensia stabilă se obține prin dispersie ultrasonică și agitare magnetică, iar sub presiune constantă, particulele de încărcare sunt deplasate direcțional sub acțiunea câmpului electric, obținându-se astfel o peliculă groasă cu o anumită grosime. Pelicula groasă preparată prin această metodă are avantajele unui echipament simplu, formarea rapidă a peliculei, forma nelimitată a pieselor placate, grosimea filmului uniformă și controlabilă etc. Pelicula groasă rezultată poate ajunge la zeci de microni, iar compoziția este uniformă și densă.

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, captoare de microenergie, etc. poate fi utilizat în intervalul de 0,5 ~ 50 HZ Caracterizare
 
și
calibrare, Datorită stabilității pe termen lung și repetabilității acestor dispozitive, aceste caracteristici ale hidrofoanelor au fost utilizate pentru a dezvolta un nou instrument cu mai multe elemente. Sistemul sonar de scanare subacvatică este compus din 100 de hidrofoane cu substrat PVDF pentru dispozitive de siguranță/salvare subacvatică. Sistemul utilizează modul pasiv cu o frecvență de funcționare de la 1 la 1 000 HZ. De asemenea, poate fi operat în modul activ la trei frecvențe diferite. Poate fi detectat cu acest sistem. Submarinele mici aflate la o distanță de până la 3 km pot detecta și motoarele de până la 600 m, iar abaterea unghiului este mai mică de 5 mm. Modelul recent de calcul al hidrofonului arată că dacă elementul PVDF este proiectat corespunzător în demonstrația sistemului, hidrofonul poate detecta semnale de peste 10 dB.

2. Antifouling
Traductorul cu ultrasunete piezoelectric are o perspectivă foarte largă în aplicațiile antifouling. În prezent, Institutul Național de Cercetare și Universitatea din Montrich din Franța 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 sau ale navelor. În același timp, se studiază același principiu cu privire la modul de producere a suprafețelor antigel în avioane.

3. Medicină
În prezent, oamenii studiază activ aplicarea PVD F 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, Germania și Statele Unite produc un monitor respirator. Acest monitor pune sub corpul bebelușului un covoraș cu o peliculă piezoelectrică PVDF pentru a monitoriza continuu vibrațiile ușoare cauzate de respirație și bătăile inimii (mai ales noaptea). La o perioadă de timp, va declanșa o alarmă, care poate preveni moartea prin sufocare a 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, impact, presiune, stres și deformare în semnale electrice. Pentru acest tip de electrod, pentru intrarea cvasi-statică de la frecvență joasă la frecvență înaltă, ieșirea sa își poate păstra întotdeauna caracteristicile de frecvență, iar ieșirea semnalului electric este liniar legată de presiunea aplicată. În același timp, acest electrod are, de asemenea, o stabilitate bună la temperatură, potrivit pentru diferite 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 portabil automat de inspecție la distanță” dezvoltat de Sigma Research, abreviat ca PAR IS, este unul dintre primele dispozitive avansate care a intrat în era mărfurilor. Acest sistem este conceput special pentru inspecția in situ a structurilor stratificate sau compozite cu suprafețe mari.

Elementul cheie al Senzorul piezoelectric 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 MHz. 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 PVDF, s-a descoperit că o peliculă cu polaritate biaxială este mai potrivită decât o polaritate uniaxială.

6. Monitorizare structurală
Filmul piezoelectric PVD F are și anumite aplicații în monitorizarea structurală. A fost efectuat un studiu sistematic asupra caracteristicilor de bază ale structurii de monitorizare a filmului piezoelectric PVDF și a fost efectuat un test de răspuns dinamic și static al structurii de monitorizare a filmului piezoelectric PVDF. Totodată, s-au efectuat cercetări preliminare privind sarcina de impact a structurii folosind film piezoelectric PVDF. Rezultatele arată că utilizarea foliei piezoelectrice PVD F poate monitoriza sarcina de impact asupra structurii în timp real și poate reflecta deteriorarea impactului asupra structurii în timp. Pe măsură ce aplicarea materialelor piezoelectrice cu film subțire este din ce în ce mai extinsă, va fi bine dezvoltată 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, aceasta 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 stoichiometric al filmului preparat într-o gamă largă, ceea ce este foarte proeminent în comparație cu alte metode.
Costul și costul operațional al echipamentului de depunere chimică în vapori sunt relativ scăzute, ceea ce este potrivit pentru producția de masă și producția continuă și are o bună compatibilitate cu alte proceduri de procesare. Prin urmare, în viitor, utilizarea metodei CVD pentru a pregăti filmele piezoelectrice va fi bine aplicată, iar filmele piezoelectrice vor fi mai bine utilizate.