PVDF壓電膜簡介PPT課件

1、性能及特點性能及特點 聚偏氟乙烯簡稱F-2。英文名稱PolyVinylideneFluoride，簡稱PVDF，分子式CF2-CH2 n，分子量為4060萬。 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/共11頁PVDF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/共11頁PVDF 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,因此用作水聽器和醫(yī)用儀器的傳感元件時,可不用阻抗變換器。( 6) 高介電強度: 可耐受強電場作用( 75V/m)

3、 ,此時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 ,做成傳感器對被測量的結(jié)構(gòu)影響小。(8) 容易加工和安裝:可以根據(jù)實際需要來制定形狀,用502 膠來粘貼固定。(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,耐強紫外線和核輻射。第3頁/共11頁工作機理工作機理壓電效應(yīng) 壓電效應(yīng)，是某些特殊的材料中機械能與電能相互轉(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，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時，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，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)，或稱為電致伸縮現(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/共11頁第5頁/共11頁第6頁/共11頁PVDF