Piezoelektriska keramiska material är funktionella material som realiserar omvandlingen mellan mekanisk energi och elektrisk energi (2)

Hydrotermisk beredning av tjocka filmer har många fördelar:

① Denna process slutförs i vätskefasen på en gång, och ingen senare kristallisationsvärmebehandling krävs, vilket undviker defekter såsom sprickbildning, kornförgrovning, reaktion med substratet eller atmosfären som kan orsakas under värmebehandlingsprocessen;
②Oorganiska ämnen används som prekursorer, och vatten används som reaktionsmedium, råvarorna är lättillgängliga, kostnaden för filmberedning minskar och miljöföroreningarna är mindre;
③ Utrustningen är enkel och den hydrotermiska behandlingstemperaturen är låg, vilket undviker interdiffusion av filmen och substratkomponenterna före och efter hydrotermisk behandling. Den resulterande filmen har hög renhet och god enhetlighet. Dessutom, när denna metod används för att framställa tjocka filmer, kan tjocka filmer avsättas på substratytor av olika komplexa former. De resulterande tjocka filmerna har vissa fördelar av spontan polarisation, låg hysteres och god bindning med substrat. För närvarande har denna metod väckt mer och mer uppmärksamhet.

6. Elektroforetisk deponeringsmetod
Elektroforetisk deposition (EPD) avser att dispergera det preparerade fina pulvret med samma sammansättning som den tjocka filmen i suspensionen för att bilda en suspension med olika koncentrationer av piezoelektrisk plåtkristall . Suspensionens pH-värde justeras med en syra-baslösning. Stabil suspension erhålls genom ultraljudsdispersion och magnetisk omrörning, och under konstant tryck förflyttas laddningspartiklarna riktningsmässigt under inverkan av det elektriska fältet, varigenom en tjock film med en viss tjocklek erhålls. Den tjocka filmen som framställs med denna metod har fördelarna med enkel utrustning, snabb filmbildning, obegränsad form på de pläterade delarna, enhetlig och kontrollerbar filmtjocklek, etc. Den resulterande tjocka filmen kan nå tiotals mikrometer och sammansättningen är enhetlig och tät.

Användning av piezoelektriska tunnfilmsmaterial
Piezoelektriska filmer används ofta på grund av sin utmärkta prestanda. Piezoelektriska tjocka filmer kan användas för att tillverka en mängd olika mikroenheter, såsom mikropumpar, ultraljudsmotorer, resonatorer, pyroelektriska tjockfilmssensorer, tjockfilmsmanöverdon, mikroenergipickuper, etc.
 
1. Hydrofon och ekolod
General Electric Companys hydrofon med en membran med en 2,5 μm tjock film kan användas som PV DF-substrat som substrat. medicinska och NDE-omvandlare, och kan användas i intervallet 0,5 ~ 50 HZ Karakterisering och kalibrering, På grund av dessa enheters långsiktiga stabilitet och repeterbarhet har dessa egenskaper hos hydrofoner använts för att utveckla ett nytt multi-element instrument. undervattensskanning ekolodssystem består av 100 PVDF-substrathydrofoner för undervattenssäkerhet/räddningsanordningar. Systemet använder passivt läge med en driftfrekvens på 1 till 1 000 HZ. Den kan även användas i aktivt läge på tre olika frekvenser. Det kan upptäckas med detta system. Små ubåtar upp till 3 km bort kan också detektera motorer upp till 600 m, och vinkelavvikelsen är mindre än 5 mm. Den senaste hydrofonberäkningsmodellen visar att om PVDF-elementet är korrekt designat i systemdemonstrationen kan hydrofonen detektera signaler över 10 dB.

2. Antifouling
Piezoelektrisk ultraljudsgivare har ett mycket brett perspektiv i bottenfärgsapplikationer. För närvarande har National Institute of Research och University of Montrich i Frankrike bedrivit forskning om antifouling av piezoelektriska filmer. Piezoelektrisk film har visat sig vara mer effektiv för att mäta vibrationen hos polymeren i skalet. Därför kan den användas för att förhindra att de flesta marina organismer närmar sig som kommer att orsaka förorening av fartyg. Dessutom utvidgar Delft Scientific Research Institute i Nederländerna sina slutsatser till större metallkonstruktioner, såsom skal på handelsfartyg eller fartyg. Samtidigt studeras samma princip om hur man tillverkar frostskyddsytor på flygplan.

3. Medicin
För närvarande studerar människor aktivt tillämpningen av PVD F inom medicin. I många länder dör många barn av SIDS eller andra syndrom varje år. För att minska antalet plötsliga spädbarnsdödligheter producerar minst tre företag i Nederländerna, Tyskland och USA en andningsmonitor. Denna monitor lägger en matta med en PVDF piezoelektrisk film under barnets kropp för att kontinuerligt övervaka de små vibrationer som orsakas av andning och hjärtslag (särskilt på natten). Vid en längre tid kommer det att utlösa ett larm, vilket kan förhindra att barnet kvävs i tid och effektivt.

4. Elektroder
Om elektrodens yttre yta är täckt med ett lager av PVDF piezoelektrisk polymer kan den omvandla information som vibrationer, stötar, tryck, stress och töjningar till elektriska signaler. För denna typ av elektrod, för den kvasistatiska ingången från låg frekvens till hög frekvens, kan dess utgång alltid behålla sina frekvensegenskaper, och utsignalen från den elektriska signalen är linjärt relaterad till det applicerade trycket. Samtidigt har denna elektrod också god temperaturstabilitet, lämplig för olika miljöer på -40 ~ 70 ℃. Området är i allmänhet från 0,25 till 25 p C / N. Genom att linda det smala piezoelektriska arket till en cirkel kan en känslig piezoelektrisk elektrod med ett värde på 40 p C / N erhållas.

5. Flyg och navigering
Det 'Portable Automatic Remote Inspection System' utvecklat av Sigma Research, förkortat PAR IS, är en av de första avancerade enheterna som gick in i råvarutiden. Detta system är speciellt utformat för inspektion på plats av skiktade eller kompositstrukturer med stora ytor.

Nyckelelementet i piezoelektrisk sensor är en 200 × 200 mm deformerbar PVDF piezoelektrisk film, som innehåller 1024 givare. Flexibiliteten hos denna film är mycket bra, och den kan helt passa den krökta ytan med en krökningsradie på 4. Enheten som är ansluten till den har också en handhållen kontrollenhet, datasampler och displayenhet. Denna mottagare har ett totalt signal-brusförhållande på 100 dB och en mittfrekvens på 2,5 MHz. Grafit-epoxikompositer på flygplan eller stora strukturer på fartyg kan användas för bekväma tester. För aluminium och stål har tillfredsställande resultat redan erhållits i detta avseende. För denna speciella tillämpning av PVDF har det visat sig att en film med biaxiell polaritet är mer lämplig än en enaxlig polaritet.

6. Strukturövervakning
Den piezoelektriska filmen PVD F har även vissa tillämpningar inom strukturövervakning. En systematisk studie av de grundläggande egenskaperna hos PVDF:s piezoelektriska filmövervakningsstruktur utfördes, och ett dynamiskt och statiskt svarstest av PVDF:s piezoelektriska filmövervakningsstruktur gjordes. Samtidigt utfördes också preliminär forskning om stötbelastningen av strukturen med PVDF piezoelektrisk film. Resultaten visar att användningen av PVD F piezoelektrisk film kan övervaka stötbelastningen på strukturen i realtid och kan återspegla stötskadorna på strukturen i tid. Eftersom tillämpningen av piezoelektriska tunnfilmsmaterial är mer och mer omfattande kommer den att utvecklas väl i framtiden. Tillverkningstekniken för piezoelektrisk tunnfilm kommer också att utvecklas mot hög effektivitet, låg kostnad och hög kvalitet. Eftersom CVD-metoden har bättre täckning kan den deponeras på djupa hål, steg, fördjupningar eller andra komplexa tredimensionella former. Dessutom kan den kemiska ångavsättningsmetoden också styra det stökiometriska förhållandet för den preparerade filmen inom ett brett område, vilket är mycket framträdande jämfört med andra metoder.
Kostnaden och driftskostnaden för utrustning för kemisk ångavsättning är relativt låg, vilket är lämpligt för massproduktion och kontinuerlig produktion och har god kompatibilitet med andra bearbetningsförfaranden. Därför kommer användningen av CVD-metoden för att framställa piezoelektriska filmer att tillämpas väl i framtiden, och piezoelektriska filmer kommer att användas bättre.