Les matériaux de céramique piézoélectrique sont des matériaux fonctionnels qui réalisent la conversion entre l'énergie mécanique et l'énergie électrique (2)

La préparation hydrothermale des films épais a de nombreux avantages:

① Ce processus est achevé en phase liquide en même temps, et aucun traitement thermique de cristallisation ultérieur n'est nécessaire, évitant ainsi des défauts tels que la fissuration, le grossissement des grains, la réaction avec le substrat ou l'atmosphère qui peut être provoquée pendant le processus de traitement thermique;
Les substances inorganiques sont utilisées comme précurseurs et l'eau est utilisée comme milieu de réaction, les matières premières sont facilement disponibles, le coût de la préparation du film est réduit et la pollution de l'environnement est moindre;
③ L'équipement est simple et la température de traitement hydrothermal est faible, ce qui évite l'interdiffusion des composants du film et du substrat avant et après le traitement hydrothermal. Le film résultant a une pureté élevée et une bonne uniformité. De plus, lorsque cette méthode est utilisée pour préparer des films épais, des films épais peuvent être déposés sur des surfaces de substrat de diverses formes complexes. Les films épais qui en résultent présentent certains avantages de la polarisation spontanée, de la faible hystérésis et de la bonne liaison avec des substrats. À l'heure actuelle, cette méthode a attiré de plus en plus d'attention.

6. Méthode de dépôt électrophorétique
Le dépôt électrophorétique (EPD) fait référence à la dispersion de la poudre fine préparée avec la même composition que le film épais dans la suspension pour former une suspension avec différentes concentrations decristal de plaque piézoélectrique. La valeur du pH de la suspension est ajustée avec une solution acide-base. La suspension stable est obtenue par dispersion ultrasonique et agitation magnétique, et sous la pression constante, les particules de charge sont déplacées directionnelles sous l'action du champ électrique, obtenant ainsi un film épais avec une certaine épaisseur. Le film épais préparé par cette méthode présente les avantages de l'équipement simple, de la formation de film rapide, de la forme illimitée des pièces plaquées, de l'épaisseur du film uniforme et contrôlable, etc. Le film épais résultant peut atteindre des dizaines de microns, et la composition est uniforme et dense .

Application de matériaux en film mince piézoélectrique
Les films piézoélectriques sont largement utilisés en raison de leurs excellentes performances. Des films épais piézoélectriques peuvent être utilisés pour fabriquer une variété de micro dispositifs, tels que des micropumes, des moteurs ultrasoniques, des résonateurs, des capteurs de film épais pyroélectriques, des actionneurs de film épais, des micro-micro-énergies, etc.

1. Hydrophone et sonar
Hydrophone à diaphragme à un seul diaphragme de la General Electric Company avec un film piézoélectrique PVDF de 2,5 μm d'épaisseur comme substrat, ils peuvent être utilisés dans les transducteurs médicaux et NDE, et peuvent être utilisés dans la gamme de 0,5 à 50 Hz de caractérisation et d'étalonnage, en raison du long- La stabilité du terme et la répétabilité de ces dispositifs, ces caractéristiques des hydrophones ont été utilisées pour développer un nouvel instrument multi-éléments. Le système de sonar à balayage sous-marin est composé de 100 hydrophones de substrat en PVDF pour les dispositifs de sécurité / sauvetage sous-marins. Le système utilise le mode passif avec une fréquence de fonctionnement de 1 à 1 000 Hz. Il peut également fonctionner en mode actif à trois fréquences différentes. Il peut être détecté avec ce système. Les petits sous-marins jusqu'à 3 km peuvent également détecter des moteurs jusqu'à 600 m, et l'écart d'angle est inférieur à 5 mm. Le récent modèle de calcul de l'hydrophone montre que si l'élément PVDF est correctement conçu dans la démonstration du système, l'hydrophone peut détecter des signaux sur 10 dB.

2. Antifouling
Transducteur ultrasonique piézoélectriquea une perspective très large dans les applications antisfouling. À l'heure actuelle, le National Institute of Research et l'Université de Montrich en France ont mené des recherches sur l'anti-fusion des films piézoélectriques. Le film piézoélectrique s'est avéré plus efficace pour mesurer la vibration du polymère dans la coquille. Par conséquent, il peut être utilisé pour empêcher l'approche de la plupart des organismes marins qui provoqueront la pollution des navires. En outre, le Delft Scientific Research Institute aux Pays-Bas étend les conclusions qu'elle a obtenues à des structures métalliques plus grandes, telles que les coquilles de navires marchands ou de navires. Dans le même temps, le même principe est étudié sur la façon de produire des surfaces antigel dans les avions.

3. médicament
À l'heure actuelle, les gens étudient activement l'application du PVD F en médecine. Dans de nombreux pays, de nombreux bébés meurent chaque année des SID ou d'autres syndromes. Afin de réduire le taux de mortalité soudain des nourrissons, au moins trois entreprises aux Pays-Bas, en Allemagne et aux États-Unis produisent un moniteur respiratoire. Ce moniteur met un tapis avec un film piézoélectrique PVDF sous le corps du bébé pour surveiller en continu la légère vibration causée par la respiration et le rythme cardiaque (en particulier la nuit). À une durée, il déclenchera une alarme, ce qui peut empêcher la mort de suffocation du bébé dans le temps et efficacement.

4. électrodes
Si la surface externe de l'électrode est recouverte d'une couche de polymère piézoélectrique PVDF, il peut convertir des informations telles que les vibrations, l'impact, la pression, la contrainte et la déformation en signaux électriques. Pour ce type d'électrode, pour l'entrée quasi-statique de la basse fréquence à la haute fréquence, sa sortie peut toujours conserver ses caractéristiques de fréquence, et la sortie du signal électrique est linéairement liée à la pression appliquée. Au même moment, cette électrode a également une bonne stabilité de la température, adaptée à divers environnements de-40 ~ 70 ℃. La plage est généralement de 0,25 à 25 p c / n.

5. Aviation et navigation
Le \"Portable Automatic Inspection System \" développé par Sigma Research, abrégé en tant que PAR, est l'un des premiers appareils avancés à entrer dans l'ère des produits de base. Ce système est spécialement conçu pour l'inspection in situ des structures en couches à grande surface ou composites.

L'élément clé decapteur électrique piézoest un film piézoélectrique PVDF déformable de 200 × 200 mm, qui contient 1024 transducteurs. La flexibilité de ce film est très bonne, et elle peut s'adapter complètement à la surface incurvée avec un rayon de courbure de 4. Le dispositif connecté avec lui a également un contrôleur à main, un échantillonneur de données et un dispositif d'affichage. Ce récepteur a un rapport signal / bruit total de 100 dB et une fréquence centrale de 2,5 MHz. Les composites de graphite-époxy sur des avions ou de grandes structures sur les navires peuvent être utilisés pour des tests pratiques. Pour l'aluminium et l'acier, des résultats satisfaisants ont déjà été obtenus à cet égard. Pour cette application particulière du PVDF, il a été constaté qu'un film avec une polarité biaxiale est plus approprié qu'une polarité uniaxiale.

6. Surveillance structurelle
Le film piézoélectrique PVD F possède également certaines applications dans la surveillance structurelle. Une étude systématique sur les caractéristiques de base de la structure de surveillance du film piézoélectrique PVDF a été réalisée, et un test de réponse dynamique et statique de la structure de surveillance du film piézoélectrique PVDF a été effectué. Dans le même temps, des recherches préliminaires sur la charge d'impact de la structure utilisant un film piézoélectrique PVDF ont également été réalisées. Les résultats montrent que l'utilisation du film piézoélectrique PVD F peut surveiller la charge d'impact sur la structure en temps réel et peut refléter les dommages à l'impact sur la structure dans le temps. Étant donné que l'application de matériaux en film mince piézoélectrique est de plus en plus étendue, il sera bien développé à l'avenir. La technologie de fabrication du film mince piézoélectrique se développera également vers une efficacité élevée, un faible coût et une haute qualité. Étant donné que la méthode CVD a une meilleure couverture, elle peut être déposée sur des trous profonds, des étapes, des dépressions ou d'autres formes tridimensionnelles complexes. De plus, la méthode de dépôt de vapeur chimique peut également contrôler le rapport stoechiométrique du film préparé dans une large gamme, qui est très proéminent par rapport à d'autres méthodes.
Le coût et le coût d'exploitation des équipements de dépôt de vapeur chimique sont relativement faibles, ce qui convient à la production de masse et à la production continue, et a une bonne compatibilité avec d'autres procédures de traitement. Par conséquent, à l'avenir, l'utilisation de la méthode CVD pour préparer des films piézoélectriques sera bien appliquée et les films piézoélectriques seront mieux utilisés.