PVDF壓電膜簡(jiǎn)介PPT課件

1、性能及特點(diǎn)性能及特點(diǎn) 聚偏氟乙烯簡(jiǎn)稱(chēng)F-2。英文名稱(chēng)PolyVinylideneFluoride，簡(jiǎn)稱(chēng)PVDF，分子式CF2-CH2 n，分子量為4060萬(wàn)。 PVDF是60年代發(fā)展的含氟塑料之一，它是用三氟乙烯、氫氟酸與鋅粉等作用生成單體，再經(jīng)聚合生成白色結(jié)晶固體，屬均聚物。 第1頁(yè)/共11頁(yè)P(yáng)VDF壓電膜具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、低吸濕性、高熱穩(wěn)定性、高抗紫外線輻射能力、高耐沖擊、耐疲勞能力，其化學(xué)穩(wěn)定性比陶瓷高10倍，在80以下可長(zhǎng)期使用。PVDF壓電膜質(zhì)地柔軟、重量輕，與水的聲阻抗相近，匹配狀態(tài)好，應(yīng)用靈敏度高；PVDF壓電膜在厚度方向的伸縮振動(dòng)的諧頻率很高，可以得到較寬的平坦響應(yīng)，頻響寬

2、度遠(yuǎn)優(yōu)于普通壓電陶瓷換能器。 第2頁(yè)/共11頁(yè)P(yáng)VDF 薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖(1) 壓電常數(shù)d 比石英高十多倍,雖然比PZT低,但作為傳感材料更重要的一個(gè)特征參數(shù)g 值比PZT 高20 倍左右。(2) 柔性和加工性能好,可制成5m 到1 mm厚度不等、形狀不同的大面積的薄膜,因此適于做大面積的傳感陣列器件。(3) 聲阻抗低:為3. 5 10 - 6 Pa. s/ m ,僅為PZT壓電陶瓷的1/ 10 ,它的聲阻抗與水、人體肌肉的聲阻抗很接近,并且柔順性好,便于貼近人體,人體接觸安全舒適,因此用作水聽(tīng)器和醫(yī)用儀器的傳感元件時(shí),可不用阻抗變換器。( 6) 高介電強(qiáng)度: 可耐受強(qiáng)電場(chǎng)作用( 75V/m)

3、 ,此時(shí)大部分陶瓷已退極化。(7) 質(zhì)量輕:它的密度只是PZT 壓電陶瓷的1/4 ,做成傳感器對(duì)被測(cè)量的結(jié)構(gòu)影響小。(8) 容易加工和安裝:可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)制定形狀,用502 膠來(lái)粘貼固定。(4) 頻響寬,室溫下在10 - 5 109 Hz 范圍內(nèi)響應(yīng)平坦,即從準(zhǔn)靜態(tài)、低頻、高頻、超聲直至超高頻均能轉(zhuǎn)換機(jī)電效應(yīng)。(5) 由于PVDF 的分子結(jié)構(gòu)鏈中有氟原子,使得它的化學(xué)穩(wěn)定性和耐疲勞性高,吸濕性低,并有良好的熱穩(wěn)定性,耐強(qiáng)紫外線和核輻射。第3頁(yè)/共11頁(yè)工作機(jī)理工作機(jī)理壓電效應(yīng) 壓電效應(yīng)，是某些特殊的材料中機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。根據(jù)轉(zhuǎn)化方向的不同，壓電效應(yīng)可以分為正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)兩種。 某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)，或稱(chēng)為電致伸縮現(xiàn)象。1880年，居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)電氣石的壓電效應(yīng) 第4頁(yè)/共11頁(yè)第5頁(yè)/共11頁(yè)第6頁(yè)/共11頁(yè)P(yáng)VDF