materiales cerámicos piezoeléctricos son materiales funcionales que realizan la conversión entre energía mecánica y energía eléctrica (2)

La preparación hidrotermal de las películas gruesas tiene muchas ventajas:

① Este proceso se completa en la fase líquida a la vez, y no se requiere tratamiento de calor de cristalización posterior, evitando así los defectos como el agrietamiento, el grano, la reacción con el sustrato o la atmósfera que puede ser causa durante el proceso de tratamiento térmico;
Las sustancias orgánicas se utilizan como precursores, y el agua se utiliza como medio de reacción, las materias primas están fácilmente disponibles, se reduce el costo de la preparación de la película y la contaminación ambiental es menor;
③ El equipo es simple y la temperatura del tratamiento hidrotermal es baja, lo que evita la interdifusión de los componentes de la película y sustrato antes y después del tratamiento hidrotermal. La película resultante tiene alta pureza y buena uniformidad. Además, cuando se usa este método para preparar películas gruesas, las películas gruesas se pueden depositar en superficies de sustrato de varias formas complejas. Las películas gruesas resultantes tienen ciertas ventajas de la polarización espontánea, la baja histéresis y la buena unión con sustratos. En la actualidad, este método ha atraído más y más atención.

6. Método de deposición electroforética.
La deposición electroforética (EPD) se refiere a dispersar el polvo fino preparado con la misma composición que la película gruesa en la suspensión para formar una suspensión con diferentes concentraciones deCristal de placa piezoeléctrica. El valor de pH de la suspensión se ajusta con una solución de base ácida. La suspensión estable se obtiene a través de la dispersión ultrasónica y la agitación magnética, y bajo la presión constante, las partículas de carga se mueven direccionalmente bajo la acción del campo eléctrico, obteniendo así una película gruesa con un cierto espesor. La película gruesa preparada por este método tiene las ventajas de los equipos simples, la formación de película rápida, la forma ilimitada de las piezas chapadas, un espesor de película uniforme y controlable, etc. La película gruesa resultante puede alcanzar decenas de micrones, y la composición es uniforme y densa. .

Aplicación de materiales de película delgada piezoeléctricos.
Las películas piezoeléctricas se utilizan ampliamente debido a su excelente rendimiento. Las películas gruesas piezoeléctricas se pueden usar para fabricar una variedad de micro dispositivos, tales como micropumpos, motores ultrasónicos, resonadores, sensores de película espesa piralectricos, actuadores de película gruesa, pastillas de micro-energía, etc.

1. Hidrófono y sonar.
El hidrófono de un solo diafragma de la compañía eléctrica general con una película piezoeléctrica PVDF de 2.5 μm de grosor de grosor como sustrato, se pueden usar en transductores médicos y NDE, y se pueden usar en el rango de caracterización y calibración de 0,5 ~ 50 Hz, debido a la larga- Estabilidad térmica y repetibilidad de estos dispositivos, estas características de los hidrófonos se han utilizado para desarrollar un nuevo instrumento de varios elementos. El sistema de sonar de escaneo bajo el agua se compone de 100 hidrófonos de sustrato PVDF para dispositivos de seguridad / rescate submarinos. El sistema utiliza modo pasivo con una frecuencia de operación de 1 a 1 000 Hz. También se puede operar en modo activo a tres frecuencias diferentes. Se puede detectar con este sistema. Los submarinos pequeños a 3 km también pueden detectar motores de hasta 600 m, y la desviación del ángulo es inferior a 5 mm. El reciente modelo de cálculo de hidrófono muestra que si el elemento PVDF está diseñado correctamente en la demostración del sistema, la hidrófona puede detectar señales de más de 10 dB.

2. Antiincrustante
Transductor ultrasónico piezoeléctricoTiene una perspectiva muy amplia en las aplicaciones antiincrustantes. En la actualidad, el Instituto Nacional de Investigación y la Universidad de Montrich en Francia han realizado investigaciones sobre la antisucción de las películas piezoeléctricas. Se ha demostrado que la película piezoeléctrica es más efectiva para medir la vibración del polímero en la cáscara. Por lo tanto, se puede usar para prevenir el enfoque de la mayoría de los organismos marinos que causarán la contaminación de los barcos. Además, el Instituto de Investigación Científica de Delft en los Países Bajos está extendiendo las conclusiones que ha obtenido a estructuras metálicas más grandes, como las conchas de barcos mercantes o buques. Al mismo tiempo, se está estudiando el mismo principio sobre cómo producir superficies anticongelantes en aviones.

3. Medicina
En la actualidad, las personas están estudiando activamente la aplicación de PVD F en medicina. En muchos países, muchos bebés mueren de SIDS u otros síndromes cada año. Para reducir la tasa de mortalidad repentina de los bebés, al menos tres empresas en los Países Bajos, Alemania, y los Estados Unidos están produciendo un monitor respiratorio. Este monitor coloca una colchoneta con una película piezoeléctrica PVDF bajo el cuerpo del bebé para monitorear continuamente la leve vibración causada por la respiración y el latido del corazón (especialmente en la noche). En un período de tiempo, activará una alarma, lo que puede impedir la muerte de la asfixia del bebé en el tiempo y de manera efectiva.

4. Electrodos
Si la superficie exterior del electrodo está cubierta con una capa de polímero piezoeléctrico PVDF, puede convertir información, como vibración, impacto, presión, estrés y tensión en señales eléctricas. Para este tipo de electrodo, para la entrada cuasi estática de baja frecuencia a alta frecuencia, su salida siempre puede conservar sus características de frecuencia, y la salida de la señal eléctrica se relaciona linealmente con la presión aplicada. A la misma hora, este electrodo También tiene una buena estabilidad de temperatura, adecuada para diversos entornos de-40 ~ 70. El rango es generalmente de 0,25 a 25 p C / N. Al devodación de la hoja piezoeléctrica estrecha en un círculo, se puede obtener un electrodo piezoeléctrico sensible con un valor de 40 p C / N.

5. Aviación y navegación.
El \"Sistema de inspección remoto automático portátil\" desarrollado por Sigma Research, abreviado como Par es, es uno de los primeros dispositivos avanzados para ingresar a la era de la mercancía. Este sistema está diseñado específicamente para la inspección in situ de estructuras en capas o compuestas de área grande.

El elemento clave deSensor PIEZO ELÉCTRICOes una película piezoeléctrica PVDF deformable 200 × 200 mm, que contiene 1024 transductores. La flexibilidad de esta película es muy buena, y puede encajar completamente la superficie curva con un radio de curvatura de 4. El dispositivo conectado con él también tiene un controlador de mano, un muestreador de datos y dispositivo de visualización. Este receptor tiene una relación total de señal a ruido de 100 dB y una frecuencia central de 2,5 MHz. Los compuestos de grafito-epoxi en aviones o estructuras grandes en buques se pueden usar para pruebas convenientes. Para el aluminio y el acero, los resultados satisfactorios ya se han obtenido a este respecto. Para esta aplicación particular de PVDF, se ha encontrado que una película con polaridad biaxial es más adecuada que una polaridad uniaxial.

6. Monitoreo estructural.
La película PVD F piezoeléctrica también tiene ciertas aplicaciones en el monitoreo estructural. Se realizó un estudio sistemático sobre las características básicas de la estructura de monitoreo de película piezoeléctrica PVDF, y se realizó una prueba de respuesta dinámica y estática de la estructura de monitoreo de película piezoeléctrica PVDF. Al mismo tiempo, también se realizó la investigación preliminar sobre la carga de impacto de la estructura que utiliza la película piezoeléctrica PVDF. Los resultados muestran que el uso de la película piezoeléctrica PVD F puede monitorear la carga de impacto en la estructura en tiempo real y puede reflejar el daño por impacto en la estructura en el tiempo. Como la aplicación de materiales de película delgada piezoeléctricos es cada vez más extensa, estará bien desarrollado en el futuro. La tecnología de fabricación de la película delgada piezoeléctrica también se desarrollará para una alta eficiencia, bajo costo y alta calidad. Debido a que el método CVD tiene una mejor cobertura, se puede depositar en agujeros profundos, pasos, depresiones u otras formas tridimensionales complejas. Además, el método de deposición de vapor químico también puede controlar la relación estequiométrica de la película preparada en un amplio rango, que es muy prominente en comparación con otros métodos.
El costo y el costo operativo del equipo de deposición de vapor químico son relativamente bajos, lo que es adecuado para la producción en masa y la producción continua, y tiene una buena compatibilidad con otros procedimientos de procesamiento. Por lo tanto, en el futuro, el uso del método CVD para preparar películas piezoeléctricas estará bien aplicadas, y las películas piezoeléctricas se utilizarán mejor.