П’єзоелектричні керамічні матеріали є функціональними матеріалами, які здійснюють перетворення між механічною енергією та електричною енергією (2)

Гідротермальне приготування товстих плівок має багато переваг:

① Цей процес завершується в рідкій фазі за один раз, і подальша кристалізаційна термічна обробка не потрібна, що дозволяє уникнути таких дефектів, як розтріскування, укрупнення зерна, реакція з підкладкою або атмосферою, які можуть бути причиною під час процесу термічної обробки;
②Неорганічні речовини використовуються як прекурсори, а вода використовується як реакційне середовище, сировина легко доступна, вартість підготовки плівки зменшується, а забруднення навколишнього середовища менше;
③ Обладнання просте, а температура гідротермічної обробки низька, що дозволяє уникнути взаємної дифузії плівки та компонентів підкладки до та після гідротермічної обробки. Отримана плівка має високу чистоту та хорошу однорідність. Крім того, коли цей спосіб використовується для отримання товстих плівок, товсті плівки можна наносити на поверхні підкладки різної складної форми. Отримані товсті плівки мають певні переваги спонтанної поляризації, низького гістерезису та хорошого зв’язку з підкладками. В даний час цей метод привертає все більше уваги.

6. Метод електрофоретичного осадження
Електрофоретичне осадження (EPD) стосується диспергування підготовленого дрібного порошку з тим самим складом, що й товста плівка, у суспензії для утворення суспензії з різними концентраціями п'єзоелектричний пластинчастий кристал . Значення рН суспензії регулюють кислотно-основним розчином. Стабільна суспензія виходить за допомогою ультразвукової дисперсії та магнітного перемішування, і під постійним тиском заряджені частинки спрямовано переміщуються під дією електричного поля, отримуючи таким чином товсту плівку певної товщини. Товста плівка, отримана цим методом, має переваги простого обладнання, швидкого формування плівки, необмеженої форми покритих частин, рівномірної та контрольованої товщини плівки тощо. Отримана товста плівка може досягати десятків мікрон, а композиція є однорідною та щільною.

Застосування п'єзоелектричних тонкоплівкових матеріалів
П'єзоелектричні плівки широко використовуються завдяки своїм відмінним характеристикам. П’єзоелектричні товсті плівки можна використовувати для виготовлення різноманітних мікропристроїв, таких як мікронасоси, ультразвукові двигуни, резонатори, піроелектричні товстоплівкові датчики, товстоплівкові приводи, мікроенергетичні датчики тощо.
 
1. Гідрофон і сонар
Одномембранний гідрофон компанії General Electric із п’єзоелектричною плівкою PVDF товщиною 2,5 мкм як підкладку, їх можна використовувати у медичних датчиках і датчиках NDE і може використовуватися в діапазоні 0,5 ~ 50 Гц. Характеристика та калібрування. Завдяки довготривалій стабільності та повторюваності цих пристроїв ці характеристики гідрофонів були використані для розробки нового багатоелементного інструменту. підводна скануюча гідролокаційна система складається з 100 гідрофонів на основі PVDF для підводних захисних/рятувальних пристроїв. Система використовує пасивний режим з робочою частотою від 1 до 1000 Гц. Він також може працювати в активному режимі на трьох різних частотах. Це можна виявити за допомогою цієї системи. Малі підводні човни на відстані до 3 км також можуть виявляти двигуни до 600 м, а кут відхилення становить менше 5 мм. Нещодавня модель розрахунку гідрофону показує, що якщо елемент PVDF правильно сконструйований під час демонстрації системи, гідрофон може виявляти сигнали понад 10 дБ.

2. Антифолінг
П'єзоелектричний ультразвуковий перетворювач має дуже широку перспективу в застосуванні проти обростання. В даний час Національний дослідницький інститут і Університет Монтріха у Франції провели дослідження щодо захисту від обростання п'єзоелектричних плівок. Доведено, що п’єзоелектрична плівка є більш ефективною для вимірювання вібрації полімеру в оболонці. Тому його можна використовувати для запобігання наближенню більшості морських організмів, які спричинять забруднення суден. Крім того, Делфтський науково-дослідний інститут у Нідерландах поширює отримані ним висновки на більші металеві конструкції, такі як корпуси торговельних суден або кораблів. Паралельно за таким же принципом вивчається виготовлення незамерзаючих поверхонь на літаках.

3. Медицина
В даний час активно вивчаються питання застосування PVD F в медицині. У багатьох країнах щорічно багато немовлят помирають від СВДС або інших синдромів. Щоб зменшити раптову смертність немовлят, принаймні три компанії в Нідерландах, Німеччині та Сполучених Штатах виробляють респіраторний монітор. Цей монітор підкладає під тіло дитини килимок із п’єзоелектричної плівки PVDF, щоб постійно відстежувати легку вібрацію, спричинену диханням і серцебиттям (особливо вночі). Через деякий час він спрацює сигнал тривоги, який може вчасно та ефективно запобігти смерті дитини від задухи.

4. Електроди
Якщо зовнішня поверхня електрода покрита шаром п’єзоелектричного полімеру PVDF, він може перетворювати таку інформацію, як вібрація, удар, тиск, напруга та деформація, в електричні сигнали. Для цього типу електрода, для квазістатичного входу від низької частоти до високої частоти, його вихід може завжди зберігати свої частотні характеристики, а вихід електричного сигналу лінійно пов’язаний із прикладеним тиском. У той же час цей електрод також має хорошу температурну стабільність, підходить для різних середовищ від -40 до 70 ℃. Діапазон, як правило, становить від 0,25 до 25 p C / N. Намотуючи вузький п'єзоелектричний лист у коло, можна отримати чутливий п'єзоелектричний електрод зі значенням 40 p C / N.

5. Авіація та навігація
'Портативна автоматична система дистанційного огляду', розроблена компанією Sigma Research, скорочена як PAR IS, є одним із перших передових пристроїв, які вступили в еру споживання. Ця система спеціально розроблена для перевірки на місці шаруватих або композитних конструкцій великої площі.

Ключовий елемент П'єзоелектричний датчик являє собою деформівну п'єзоелектричну плівку PVDF розміром 200 × 200 мм, яка містить 1024 перетворювача. Ця плівка має дуже хорошу гнучкість, і вона може повністю відповідати вигнутій поверхні з радіусом кривизни 4. Пристрій, підключений до неї, також має ручний контролер, вибірку даних і пристрій відображення. Цей приймач має загальне відношення сигнал/шум 100 дБ і центральну частоту 2,5 МГц. Графіто-епоксидні композити на літаках або великих конструкціях на кораблях можна використовувати для зручного тестування. Для алюмінію та сталі в цьому відношенні вже отримано задовільні результати. Для цього конкретного застосування PVDF було виявлено, що плівка з двовісною полярністю є більш придатною, ніж плівка з одноосьовою полярністю.

6. Структурний моніторинг
П'єзоелектрична плівка PVD F також має певне застосування в структурному моніторингу. Було проведено систематичне дослідження основних характеристик моніторингової структури п’єзоелектричної плівки PVDF, а також проведено випробування динамічної та статичної відповіді структури моніторингу п’єзоелектричної плівки PVDF. Одночасно також було проведено попередні дослідження ударного навантаження конструкції з використанням п’єзоелектричної плівки PVDF. Результати показують, що використання п'єзоелектричної плівки PVD F може відстежувати ударне навантаження на конструкцію в реальному часі та може вчасно відображати пошкодження конструкції від удару. Оскільки застосування п’єзоелектричних тонкоплівкових матеріалів стає все більш широким, воно буде добре розвинене в майбутньому. Технологія виробництва п’єзоелектричної тонкої плівки також розвиватиметься в напрямку високої ефективності, низької вартості та високої якості. Оскільки метод CVD має краще покриття, його можна наносити на глибокі отвори, сходинки, поглиблення або інші складні тривимірні форми. Крім того, метод хімічного осадження з парової фази також може контролювати стехіометричне співвідношення підготовленої плівки в широкому діапазоні, що є дуже помітним порівняно з іншими методами.
Вартість і експлуатаційні витрати обладнання для хімічного осадження з парової фази відносно низькі, воно підходить для масового виробництва та безперервного виробництва та має хорошу сумісність з іншими процедурами обробки. Тому в майбутньому використання методу CVD для отримання п’єзоелектричних плівок буде добре застосовуватися, а п’єзоелектричні плівки будуть краще використовуватися.