壓電材料是實現機械能與電能相互轉換的功能材料,它的發展有著十分悠久的曆史。自19世紀80年代從CURIE 兄弟在石英晶體上發現了壓電效應後,壓電材料開始引起人們的廣泛注意, 隨著研究深入,不斷湧現出大量的壓電材料,如壓電功能陶瓷材料、壓電薄膜、壓電複合材料等。這些材料有著十分廣泛的用途,在電、磁、聲、光、熱、濕、氣、力等功能轉換器件中發揮著重要的作用。
PVDF壓電薄膜
PVDF壓電薄膜即聚偏氟乙烯壓電薄膜,在1969年, 日本人 發現了高分子材料聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride polymer) 簡稱PVDF, 具有極強的壓電效應 。
PVDF薄膜主要有二種晶型即α 型和β 型,α型晶體不具有壓電性,但PVDF膜經滾延拉伸後,原來薄膜中的α 型晶體變成β 型晶體結構。 拉伸極化後的PVDF 薄膜在承受一定方向的外力或變形時,材料的極化麵就會產生一定的電荷, 即壓電效應。
與壓電陶瓷和壓電晶體相比,壓電薄膜主要有以下優點:
(1)質量輕,它的密度隻有常用的壓電陶瓷PZTdesifenzhiyi,zhantiezaibeicewutishangduiyuanjiegoujihubuchanshengyingxiang,gaodanxingroushunxing,keyijiagongchengtedingxingzhuangkeyiyurenyibeicebiaomianwanquantiehe,jixieqiangdugao,kangchongji;
(2)高電壓輸出,在同樣受力條件下,輸出電壓比壓電陶瓷高10倍;
(3)高介電強度,可以耐受強電場的作用(75V/um),此時大部分壓電陶瓷已經退極化了;
(4)聲阻抗低,僅為壓電陶瓷PZT的十分之一,與水、人體組織以及粘膠體相接近;
(5)頻響寬,從10-3Hz到109均能轉換機電效應,而且振動模式單純。
因yin此ci在zai力li學xue中zhong可ke以yi測ce量liang應ying力li和he應ying變bian,在zai振zhen動dong中zhong可ke以yi製zhi作zuo加jia速su度du計ji和he振zhen動dong模mo態tai傳chuan感gan器qi,在zai聲sheng學xue上shang可ke以yi製zhi作zuo聲sheng輻fu射she模mo態tai傳chuan感gan器qi和he超chao聲sheng換huan能neng器qi以yi及ji用yong在zai主zhu動dong控kong製zhi中zhong,在zai機ji器qi人ren研yan究jiu中zhong可ke以yi用yong作zuo觸chu覺jiao傳chuan感gan器qi,在zai醫yi 和車輛重量測量上也有應用。
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