PVDF压电膜简介
PVDF压电薄膜的力学性能和压电效应实验研究
华中科技大学硕士学位论文摘要PVDF（Polyvinylidene fluoride，聚偏氟乙烯）压电薄膜作为一种新型高分子压电材料，由其制成的传感器具有灵敏度高、频带宽、声阻抗低、电压输出高和可加工成特定形状等优点，被广泛用于各个领域。
本文对镀银PVDF压电薄膜的基本力学性能，不同温度场下的振动特性和不同厚度薄膜的压电效应进行了实验研究与分析，具体研究内容及结论如下：首先，选用了厚度分别为40μm、64μm和122μm（上下表面镀银层均为6μm）的PVDF压电薄膜，利用纤维拉伸试验机对其平行分子链方向（1方向）和垂直分子链方向（2方向）分别进行拉伸力学性能测试，获得了相应的应力-应变曲线。
试验结果表明：在弹性阶段，两个方向的力学性能较为接近，但进入塑性阶段，两个方向的力学性能差异明显，表现出强烈的各向异性。
其次，制作了厚度分别为40μm、64μm和122μm的PVDF悬臂梁试样，利用非接触式振动测试系统，测试了其在不同温度场下的振动特性，并获得了其一阶固有频率。
实验结果表明：PVDF悬臂梁的一阶固有频率随着温度增加而减小，在初始升温阶段，频率值下降较为缓慢，而当温度升高到一定值时，频率值下降较快，同时，PVDF压电薄膜厚度越小，其固有频率受温度影响越大。
最后，基于非接触式振动测试系统，对PVDF压电薄膜的压电效应进行了实验研究。
三种不同厚度PVDF悬臂板压电效应实验结果表明：电压-频率曲线与幅频响应曲线具有很好的一致性，且输出电压峰值对应的激励频率与PVDF悬臂板共振频率一致，表明PVDF压电传感器输出电压与输入应变具有很好的线性关系，适宜于应变测量，且厚度较小的PVDF压电薄膜灵敏度较高。
本文对PVDF压电薄膜的基本性能进行了实验研究与分析，为PVDF压电传感器的设计与优化提供基础数据支撑，具有重要的工程应用价值。
关键词：PVDF压电薄膜；拉伸力学性能；振动特性；压电效应华中科技大学硕士学位论文AbstractAs a novel piezoelectric polymer material, the sensors made of PVDF(polyvinylidene fluoride) piezoelectric film have the advantages of high sensitivity, wide frequency band, low acoustic impedance, high voltage output, and can be processed into specific shapes,which are widely applied in various fields. In this paper, the basic mechanical properties, the vibration characteristics under different temperature fields, and the piezoelectric effect of silver-coated PVDF piezoelectric films were studied experimentally and analyzed. The specific research contents and conclusions are as follows: First, the PVDF piezoelectric films with different thickness of 40 μm, 64 μm, and 122 μm (the thickness of coated silver on the upper and lower surfaces is 6μm) were prepared. The tensile samples of PVDF piezoelectric film were tested in two directions using a fiber tensile tester,i.e.,parallel (1 direction) and perpendicular (2 direction) to the molecular chains, and the corresponding stress-strain curves were obtained. The experimental results show that: in the elastic stage, the mechanical properties of the two directions are practically identical,however ,in the plastic stage, the mechanical properties of the two directions are significantly different, showing a strong anisotropy.Next, PVDF cantilever specimens with thicknesses of 40μm, 64μm and 122μm were prepared respectively. The non-contact vibration test system was used to test the vibration characteristics of the PVDF cantilever beam under different temperature fields, and its first-order natural frequency was obtained. The experimental results show that the first-order natural frequency of the PVDF cantilever beam decreases with increasing temperature. In the initial heating stage, the frequency decreases more slowly, and when the temperature rises to a certain degree, it declines rapidly.Besides ,the smaller the PVDF film thickness is, the greater its natural frequency is affected by the temperature.Finally, based on the non-contact vibration test system, the piezoelectric effect of PVDF was investigated experimentally. The experimental results of three different thickness PVDF cantilever plates show that the voltage-frequency curve is in good agreement with the amplitude-frequency response curve, and the excitation frequency corresponding to the peak output voltage is consistent with the resonance frequency of the华中科技大学硕士学位论文PVDF cantilever plate, indicating the sensor’s output voltage has a good linear relationship with the input strain and is suitable for strain measurement. In the same time ,the sensor made of smaller thickness has higher sensitivity.In this paper, the basic properties of PVDF piezoelectric films were experimentally researched and analyzed,which provides the basic data reference for the design and optimization of PVDF piezoelectric sensors and has much significance in engineering application.Keywords: PVDF piezoelectric films; Tensile mechanical properties; Vibration characteristics; Piezoelectric effect.华中科技大学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)1绪论 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2PVDF压电薄膜基本特性 (2)1.3PVDF传感器在不同应用领域国内外研究现状 (5)1.4本文主要研究内容及安排 (13)2PVDF压电薄膜力学性能实验研究 (15)2.1PVDF压电薄膜表面形貌表征 (15)2.2PVDF压电薄膜拉伸力学性能 (16)2.3实验结果及分析 (18)2.4本章小结 (22)3不同温度场下PVDF悬臂梁振动特性实验研究 (23)3.1悬臂梁固有频率 (23)3.2PVDF悬臂梁振动测试实验 (24)3.3实验结果与讨论 (27)3.4本章小结 (33)4PVDF悬臂板压电效应实验研究 (34)4.1PVDF压电传感器信号调理电路 (34)4.2PVDF悬臂板压电效应实验 (37)华中科技大学硕士学位论文4.3实验结果与分析 (40)4.4本章小结 (46)5总结与展望 (47)5.1总结 (47)5.2展望 (48)致谢 (49)参考文献 (51)华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 研究背景和意义在日常生产活动中，结构的振动是一个很普遍的问题。
PVDF压电薄膜测量脉动压力可行性研究
PVDF压电薄膜测量脉动压力可行性研究PVDF（聚偏氟乙烯）压电薄膜是一种优良的材料，具有良好的压电效应和机械性能，逐渐在生物医学、能源转换等领域得到广泛应用。
本文旨在探讨PVDF压电薄膜用于测量脉动压力的可行性，并对相关研究进行综述。
首先，PVDF压电薄膜具有优异的压电效应。
PVDF具有非中心对称结构，应力应变曲线剪切发生，从而产生极化电荷。
通过施加机械压力或应变，可以引发PVDF薄膜产生电位差，该压电效应可用于测量脉动压力。
其次，PVDF薄膜具有良好的机械性能。
PVDF具有优异的拉伸、抗撕裂和耐磨损性能，使之能够适应任何形状的曲面，使得薄膜可以被应用于各种复杂场景下的压力测量中。
在PVDF薄膜用于脉动压力测量的研究中，通常需要将薄膜放置在测量区域，并将薄膜的一端固定，另一端与被测压力接触。
当脉动压力作用于薄膜时，薄膜会产生相应的电荷变化。
通过测量电荷信号的变化，可以反推出压力的变化状况。
为了提高测量精度，研究者们提出了一些改进方法。
例如，可以在薄膜表面铺设导电层，以增加电荷传导效果。
同时，一些研究还尝试使用多层叠加的PVDF薄膜结构，以增加压电效应的敏感度和稳定性。
脉动压力测量是一项涉及到生物医学、化工、流体力学等多个领域的重要任务。
在这些领域中，准确测量脉动压力对于病理诊断、流体控制以及能源系统的优化都起到重要作用。
而PVDF压电薄膜因其良好的压电效应和机械性能，被认为是一种可行且有潜力的测量脉动压力的技术手段。
综上所述，PVDF压电薄膜在测量脉动压力方面具有可行性。
随着技术的发展和研究的深入，PVDF压电薄膜的应用前景将更加广阔。
然而，仍需要进一步的实验研究和工程化应用来验证其在具体领域的可行性和实用性。
西安交通大学科技成果——P(VDF-TrFE)压电膜及树脂化学合成技术
西安交通大学科技成果——P（VDF-TrFE）压电膜及树脂化学合成技术项目简介聚偏氟乙烯（PVDF）基氟聚合物具有优良的耐候、耐腐蚀、耐酸碱性能以及优异的介电、铁电、压电、热释电性能，在电子信息、电气系统、新能源等领域被广泛应用。
近年来研究表明，此类聚合物具有很高的电能存储能力，在高储能电介质中具有非常诱人的应用前景。
同时其良好的耐腐蚀、耐酸碱及耐候性也为其在新能源（如锂离子电池、燃料电池、太阳能光伏电池等）领域的应用赋予光明前景。
然而现有的PVDF压电膜制备工艺苛刻，拉膜工艺难以掌控，产品质量稳定性不好，影响长期工作稳定性。
VDF与三氟乙烯（TrFE）的共聚物P（VDF-TrFE）无需拉伸即可获得很好的铁电压电性能，但是，由于TrFE短缺、稳定性差等原因，使得P（VDF-TrFE）难以工业化，成本极高，苏威量产价格依然要5万元/kg。
产品性能优势（1）合成树脂本项目采取商业的氟橡胶P（VDF-CTFE）（CTFE为三氟氯乙烯）为原料，通过还原反应，合成出P（VDF-TrFE），工艺简单、条件温和、原料丰富且廉价，制备的P（VDF-TrFE）树脂性能与直接共聚的树脂一致（d33达到-23pC/N）。
P（VDF-TrFE）树脂（2）集成压电膜P（VDF-TrFE）压电膜极化后压电膜样品传感器小样市场前景及应用与传统的单晶和陶瓷压电材料相比，它具有良好可塑性、较低的弹性模量，可以通过简单的制备工艺做成各种形状，如薄膜、纤维和块体等。
P（VDF-co-TrFE）压电膜主要应用于以下领域：（1）水声传感器和换能器压电聚合物P（VDF-co-TrFE）水声换能器研究初期均瞄准军事应用，如用于水下探测的大面积传感器阵列和监视系统等，随后应用领域逐渐拓展到地球物理探测、声波测试设备等方面。
美国曾把水声与雷达、原子弹并列为三大发展计划。
随着潜艇技术的发展，潜艇噪声越来越小，用被动拖曳线阵列声纳探测目标越来越困难。
pvdf压电系数
pvdf压电系数【原创实用版】目录1.介绍 PVDF 压电材料2.阐述 PVDF 的压电系数3.讨论 PVDF 在压电应用领域的优势4.分析 PVDF 压电系数的影响因素5.总结 PVDF 压电系数的研究进展及前景正文【1.介绍 PVDF 压电材料】聚偏氟乙烯（PVDF）是一种有机压电材料，具有优良的压电性能、化学稳定性和热稳定性。
PVDF 压电材料在能量转换、传感器和执行器等领域具有广泛的应用。
【2.阐述 PVDF 的压电系数】PVDF 的压电系数是指在施加压力时，PVDF 材料产生的电荷密度与压力的比值。
PVDF 的压电系数是衡量其压电性能的重要参数，通常用 pC/N （皮库伦/牛顿）表示。
【3.讨论 PVDF 在压电应用领域的优势】相较于其他压电材料，PVDF 具有以下优势：（1）较高的压电系数：PVDF 的压电系数一般在 10~20 pC/N，表现出较高的压电性能。
（2）良好的综合性能：PVDF 压电材料具有优良的机械强度、化学稳定性和热稳定性，适用于各种恶劣环境。
（3）易于加工：PVDF 具有良好的可塑性，可制成各种形状和尺寸的压电器件。
【4.分析 PVDF 压电系数的影响因素】PVDF 压电系数受多种因素影响，主要包括：（1）分子结构：PVDF 分子链的极性和对称性对其压电性能有重要影响。
（2）材料制备工艺：不同的制备方法会影响 PVDF 的微观结构和性能。
（3）应力状态：在拉伸和压缩应力状态下，PVDF 的压电系数表现出较大的差异。
（4）温度：PVDF 的压电系数随温度的变化而变化，通常在较低温度下具有较高的压电性能。
【5.总结 PVDF 压电系数的研究进展及前景】PVDF 压电系数的研究已取得显著进展，但仍面临诸多挑战，如提高压电性能、优化制备工艺等。
压电薄膜材料的性能与性能特点
压电薄膜材料的性能与性能特点压电材料是实现机械能与电能相互转换的功能材料，它的发展有着十分悠久的历史。
自19世纪80年代从CURIE 兄弟在石英晶体上发现了压电效应后，压电材料开始引起人们的广泛注意，随着研究深入，不断涌现出大量的压电材料，如压电功能陶瓷材料、压电薄膜、压电复合材料等。
这些材料有着十分广泛的用途，在电、磁、声、光、热、湿、气、力等功能转换器件中发挥着重要的作用。
PVDF压电薄膜PVDF压电薄膜即聚偏氟乙烯压电薄膜，在1969年，日本人发现了高分子材料聚偏氟乙烯（polyvinylidene fluoride polymer) 简称PVDF，具有极强的压电效应。
PVDF薄膜主要有二种晶型即α型和β型，α型晶体不具有压电性，但PVDF膜经滚延拉伸后，原来薄膜中的α型晶体变成β型晶体结构。
拉伸极化后的PVDF 薄膜在承受一定方向的外力或变形时，材料的极化面就会产生一定的电荷，即压电效应。
与压电陶瓷和压电晶体相比，压电薄膜主要有以下优点：（1）质量轻，它的密度只有常用的压电陶瓷PZT的四分之一，粘贴在被测物体上对原结构几乎不产生影响，高弹性柔顺性，可以加工成特定形状可以与任意被测表面完全贴合，机械强度高，抗冲击；（2）高电压输出，在同样受力条件下，输出电压比压电陶瓷高10倍；（3）高介电强度，可以耐受强电场的作用（75V/um），此时大部分压电陶瓷已经退极化了；（4）声阻抗低，仅为压电陶瓷PZT的十分之一，与水、人体组织以及粘胶体相接近；（5）频响宽，从10-3Hz到109均能转换机电效应，而且振动模式单纯。
因此在力学中可以测量应力和应变，在振动中可以制作加速度计和振动模态传感器，在声学上可以制作声辐射模态传感器和超声换能器以及用在主动控制中，在机器人研究中可以。
PVDF+压电薄膜及其传感器的制备与性能研究
PVDF 压电薄膜及其传感器的制备 与性能研究
PREPARATION AND PERFORMANCE STUDY OF PVDF PIEZOELECTRIC FILM AND SENSOR
朱金海
哈尔滨工业大学 2011 年 6 月
国内图书分类号： TB381 国际图书分类号：
学校代码： 10213 密级：公开
工学硕士学位论文
PVDF 压电薄膜及其传感器的制备 与性能研究
硕 士 研 究 生： 朱金海 导 申 请 学 师： 关新春 教授 位： 工学硕士
学 科 、 专 业： 防灾减灾及防护工程 所 答 在 辩 单 日 位： 土木工程学院 期： 2011 年 6 月 30 日
授 予 学 位 单 位： 哈尔滨工业大学
Keywords: Polyvinylidene Fluoride (PVDF) , pizeo-film, sensor, solution cast method.
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
目
录
摘 要 ......................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................... II 第 1 章 绪 论 ........................................................................................................ 1 1.1 课题背景 ........................................................................................................ 1 1.2 PVDF压电薄膜概述 ....................................................................................... 1 1.2.1 压电材料和压电效应 .............................................................................. 2 1.2.2 PVDF的晶体结构 .................................................................................... 3 1.3 PVDF压电薄膜的研究现状 ............................................................................ 5 1.3.1 PVDF薄膜的制备及性能研究 ................................................................. 5 1.3.2 PVDF压电薄膜的应用 ............................................................................. 6 1.4 已有的研究中存在的问题 ............................................................................. 9 1.5 论文主要工作内容 ........................................................................................ 9 第 2 章 PVDF压电薄膜的制备 ............................................................................ 10 2.1 引言 .............................................................................................................. 10 2.2 实验材料及设备 .......................................................................................... 10 2.3 PVDF薄膜的流延制备 ................................................................................. 11 2.3.1 制备过程 ............................................................................................... 11 2.3.2 制备影响因素 ....................................................................................... 12 2.4 PVDF薄膜的拉伸 ......................................................................................... 14 2.4.1 拉伸过程 ............................................................................................... 14 2.4.2 拉伸影响因素 ....................................................................................... 14 2.5 PVDF薄膜的极化 ......................................................................................... 18 2.5.1 极化原理 ............................................................................................... 18 2.5.2 热极化法步骤 ....................................................................................... 20 2.5.3 热极化法影响因素 ................................................................................ 21 2.6 PVDF薄膜的表征 ......................................................................................... 25 2.6.1 扫描电子显微镜（ SEM） .................................................................... 25 2.6.2 差示扫描量热法（ DSC） .................................................................... 27 2.6.3 广角 X-射线衍射测试（ XRD） ........................................................... 29 2.6.4 压电性能测试 ....................................................................................... 30 2.6.5 介电性能测试 ....................................................................................... 31 2.7 本章小结 ...................................................................................................... 32
pvdf压电薄膜 传感带
pvdf压电薄膜传感带
PVDF压电薄膜传感带是一种利用聚偏氟乙烯（PVDF）材料制成的压电传感器。
PVDF是一种具有压电效应的聚合物材料，它可以将机械压力转换为电信号。
PVDF压电薄膜传感带通常用于测量和检测应变、压力、力和触摸等物理量，广泛应用于医疗设备、工业自动化、电子设备和触摸屏等领域。
从材料角度来看，PVDF压电薄膜传感带具有良好的压电性能，具有高灵敏度、快速响应和稳定的特点。
它的柔韧性和薄膜结构使其适合于嵌入式传感应用，能够适应复杂的曲面和结构。
从应用角度来看，PVDF压电薄膜传感带可以用于制作触摸传感器、压力传感器、力传感器等各种类型的传感器。
在医疗设备中，它可以用于制作生理信号采集传感器，如心电图贴片、血压测量仪等。
在工业领域，它可以应用于机械手臂的力控制、触摸屏的触摸控制等方面。
在电子产品中，它可以用于制作触摸开关、触摸笔等电子产品。
总的来说，PVDF压电薄膜传感带具有广泛的应用前景，其高灵敏度、快速响应和良好的适应性使其成为各种传感器领域的重要材
料之一。
随着科学技术的不断发展，PVDF压电薄膜传感带在传感技术领域的应用将会更加广泛，为人们的生活和工作带来更多便利和可能性。
PVDF压电薄膜
PVDF压电薄膜PVDF压电薄膜即聚偏氟乙烯压电薄膜是本世纪70年代在日本问世的一种新型高分子压电材料。
到目前为止，世界上只有少数先进国家生产。
PVDF压电薄膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜，可以根据需要制成各种形状，厚度的元件。
与微电子技术结合，能制成多功能传感元件。
•PVDF压电薄膜的应用o PVDF压电薄膜具有独特的介电效应、压电效应、热电效应。
与传统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点，并具有重量轻、柔软不脆、耐冲击、不易受水和化学药品的污染、易制成任意形状及面积不等的片或管等优势。
在力学、声学、光学、电子、测量、红外、安全报警、医疗保健、军事、交通、信息工程、办公自动化、海洋开发、地质勘探等技术领域应用十分广泛。
产品主要有金、银、铝三个品种，膜厚30—500μm，产品形状、面积大小，可根据用户需要确定，是制作改进压力动态传感器和超声、智能探测的新型换能材料。
</F ON T>•PVDF压电薄膜的优点o PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷高10倍，在80℃以下可长期使用。
PVDF压电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近，匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压电陶瓷换能器；PVDF压电膜优点如下：(1) 良好的工艺性。
可用现有设备进行加工；(2) 能制作大面积的敏感元件；(3) 频带响应宽(0～500MHz)；(4) 声阻抗接近于人体组织和水，所以可用于医疗诊断的敏感装置结构中；(5) 具有高冲击强度(可使用于冲击波的传感器中)；(6) 耐腐蚀性(在活性介质中使用时这种性能是必需的)；(7) 相对介电常数较低；相应较高的压电常数值d33(约比其它压电材料高一个数量级以上)和热信号灵敏度(p/ε)值；(8) 与压电陶瓷相比有更低的导热性；并能制得更薄的薄膜；(9) 柔软坚韧(PVDF的柔顺系数约为PzT的30倍,并且轻(比重只有PzT的1/4左右)；能制成所需的各种较复杂的形状(锥形、穹顶形等)，可使用在需要具有特殊定向的元件中。
pvdf压电薄膜静态法压电常数d31的测量装置及其测量方法
pvdf压电薄膜静态法压电常数d31的测量装置及其测量方法
PVDF压电薄膜静态法压电常数d31的测量装置包括以下部分：
1. PVDF压电薄膜：PVDF压电薄膜是测量装置的核心部分，其厚度一般为几十微米至几百微米。
2. 电极：电极是用来施加电场的，一般采用金属电极或导电聚合物电极。
3. 电源：电源用来提供电场，一般采用高压电源或信号发生器。
4. 电荷放大器：电荷放大器用来放大PVDF薄膜表面的电荷信号。
5. 数据采集系统：数据采集系统用来记录电荷信号和电场信号，一般采用示波器或数据采集卡。
测量方法：
1. 将PVDF压电薄膜固定在两个电极之间，保证薄膜表面光滑。
2. 施加电场，测量PVDF薄膜表面的电荷信号。
3. 改变电场的方向和大小，测量不同电场下的电荷信号。
4. 根据电荷信号和电场信号计算出PVDF压电薄膜的压电常数d31。
5. 重复以上步骤，取多组数据，计算平均值，提高测量精度。
PVDF有机压电材料特性及应用
PVDF与PZT比较
聚偏氟乙烯(PVDF)
1969年，Kawai发现了聚偏氟乙烯(简称PVDF)具有极强的压电效应，继而 出现了以聚偏氟乙烯为代表的压电高聚物的研究热潮，现在研究已从均 聚物扩大到共聚物、共混物和复合物，从结晶高聚物的压电性扩大到非 晶高聚物的压电性。PVDF家族压电铁电效应的发现被认为是有机换能器 领域发展的里程碑。
村田制作所开发了使用这个有机压电薄膜的2个应用装置，即能够利用弯曲和扭 转的动作来控制电视机的遥控器，以及能够检测出手指向下按触摸屏的力度的具 有压力检测功能的触摸屏Touch Pressure Pad (压力式触摸板) 。
宫缩，由于压电薄膜具有热释电性能，因此在使用压电薄膜的传 感装置的过程中，无法分别检测温度与弯曲度和扭转程度。
为此村田制作所开发出了一种有机压电薄膜， 具有压电常数大、透明度高的特点， 无热释电现象， 能够检测出弯曲度和扭转程度。 预计今后该压电薄膜将被广泛应用于各种人机界面。
PVDF压电膜的制备
由于β相具有最强的压电性，PVDF压电膜的制作方法是指β相膜的制作， 大致有3种方法， 即溶液浇铸法， 共聚合法和热压拉延法
由于热压拉延法制得膜的压电性最强，并且此法也较容易，通常采用此法 工艺包含以下几个步骤：
制膜
拉伸
上电极
极化
纯的PVDF压电膜
将PVDF粉料用热压法制成厚度40130μm的初始膜 在 65~120℃温度下进行单轴拉伸3~5 倍， 材料晶区由 α晶型转变成 β晶 在130~150℃退火半小时，消除内应 力。两面真空蒸镀铝电极
PVDF的晶型转换
不同的加工工艺可得不同晶型的 ,不同晶型的通过化学或物理条件的处理 又可互相转换
熔融结晶的PVDF为α 相
PVDF压电膜简介ppt
PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿 性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高 耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷 高10倍，在80℃以下可长期使用。PVDF压 电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近， 匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在 厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得 到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压 电陶瓷换能器。
PVDF 薄膜的结构示意图
( 6) 高介电强度: 可耐受强电场 作用( 75V/μm) ,此时大部分陶瓷已 退极化。 (7) 质量轻:它的密度只是PZT 压电陶瓷的1/ 4 ,做成传感器对被测量的结构影响 小。 (8) 容易加工和安装:可以根据 实际需要来制 定形状,用502 胶来粘贴固定。
工作机理
PVDF的应用
(1) 压电常数d 比石英高十多倍,虽然比 PZT低,但作为传感材料更重要的一个特征参 数g 值比PZT 高20 倍左右。 (2) 柔性和加工性能好,可制成5μm 到1 mm厚度不等、形状不同的大面积的薄膜,因 此适于做大面积的传感阵列器件。 (3) 声阻抗低:为3. 5 ×10 - 6 Pa. s/ m ,仅 为PZT压电陶瓷的1/ 10 ,它的声阻抗与水、 人体肌肉的声阻抗很接近,并且柔顺性好,便 于贴近人体,人体接触安全舒适,因此用作水 听器和医用仪器的传感元件时,可不用阻抗 变换器。 (4) 频响宽,室温下在10 - 5 ～109 Hz 范围 内响应平坦,即从准静态、低频、高频、超 声直至超高频均能转换机电效应。 (5) 由于PVDF 的分子结构链中有氟原子, 使得它的化学稳定性和耐疲劳性高,吸湿性 低,并有良好的热稳定性,耐强紫外线和核辐 射。
PVDF压电膜简介
性能及特点
• 聚偏氟乙烯简称F-2。英文名 称PolyVinylideneFluoride， 简称PVDF，分子式∈CF2CH2 n，分子量为40~60万。 PVDF是60年代发展的含氟塑 料之一，它是用三氟乙烯、 氢氟酸与锌粉等作用生成单 体，再经聚合生成白色结晶 固体，属均聚物。
pvdf膜作用
pvdf膜作用PVDF膜是一种聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride）膜，具有广泛的应用领域。
PVDF膜是一种高性能材料，具有优异的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐紫外线性能和良好的机械强度。
在以下几个方面，PVDF膜发挥着重要的作用。
PVDF膜在膜分离领域具有重要的应用。
膜分离技术是一种基于膜的物质分离过程，利用膜的选择性透过性，将混合物中的组分分离出来。
PVDF膜具有良好的分离性能，可以用于水处理、气体分离、液体分离等领域。
例如，在水处理中，PVDF膜可以有效去除水中的悬浮固体、有机物、重金属离子等污染物，提高水的质量。
PVDF膜在电池领域具有重要的应用。
随着可再生能源的发展，电池作为能量存储和转换装置得到了广泛应用。
PVDF膜作为电池隔膜材料，具有良好的离子透过性和化学稳定性，可以防止正负极之间的电子直接接触，同时又能让离子通过，起到隔离和导电的作用。
PVDF膜还可以用于锂离子电池、燃料电池等领域，提高电池的性能和寿命。
PVDF膜在医疗领域也有重要的应用。
PVDF膜具有良好的生物相容性和抗菌性能，可以用于人工血管、人工心脏瓣膜、医用滤器等医疗器械中。
PVDF膜还可以用于组织工程和药物传递等方面，促进医学科学的发展。
PVDF膜还可以应用于传感器领域。
PVDF膜具有压电性能，可以将机械应力转化为电荷信号。
利用PVDF膜的压电效应，可以制作出各种传感器，如压力传感器、声波传感器、加速度传感器等。
这些传感器在航空航天、汽车、电子设备等领域有着广泛的应用。
PVDF膜作为一种高性能材料，在膜分离、电池、医疗和传感器领域发挥着重要的作用。
通过不断研究和创新，相信PVDF膜在更多领域的应用前景将会更加广阔。
PVDF压电薄膜的优点
PVDF压电薄膜的优点压电效应是指一种物理现象，即在应力或者外电场的作用下，一些晶体会产生电荷极化以及电荷的重分布现象。
这种效应被广泛应用在诸如传感器、电机和驱动器等领域。
其中，PVDF压电薄膜就是一种常使用的材料。
PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜是一种高分子薄膜，具有许多优点，下面将其列举出来：1. 可制造为超薄膜PVDF导电薄膜可以制造为超薄膜。
在电容式压电传感器和其他重要压电元件上，该材料的超薄膜很受欢迎。
超薄的PVDF薄膜使传感器或元件灵敏度更高，响应更快，使得它们可以在几个磁阻抗和温度范围内快速响应。
2. 相对低的成本与其他压电材料相比，PVDF聚偏氟乙烯薄膜的成本相对较低。
这种材料的成本可以降低到可以接受的水平，使其成为规模生产压电传感器和元件的理想选择。
3. 轻便PVDF聚偏氟乙烯薄膜是一种轻便的材料，重量较低。
它只有其他压电材料的一半不到重量，这使得它成为易于加工和使用的材料，尤其是在微小器件和手持设备中。
4. 物理稳定性虽然PVDF聚偏氟乙烯薄膜在激光切割等处理过程中可能会受到微小的变形，但是在压力和温度变化方面具有稳定性。
这种材料表现出了所有重要的压电和垂直感知性能。
5. 透明性PVDF聚偏氟乙烯薄膜是一种透明材料，而且可以制成防护膜，这使得这种材料在光电行业中应用广泛。
PVDF薄膜有助于提高液晶显示器、光电池、高精密度光学器件等产品的性能。
6. 灰度响应PVDF聚偏氟乙烯薄膜的另一个重要优点就是其灰度响应。
这种材料对小电荷和振幅响应的灵敏度更高。
它适用于未来的压电传感器技术，特别是在高分辨率传感器应用中更为优越。
7. 能够承受高电场PVDF聚偏氟乙烯薄膜可以承受非常高的电场强度。
它比其他常用的聚合物材料更适合在较高电压下使用，这种应用通常涉及到高温和高能耗的情况。
因此，PVDF聚偏氟乙烯薄膜在电容器和电路板方面拥有更好的电学性能。
结论PVDF聚偏氟乙烯薄膜具有多种优点，这使得它在制造高性能传感器、电机和驱动器等设备中具有很大的实用性。
pvdf压电薄膜厚度
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（最新版）
目录
1.介绍 PVDF 压电薄膜
2.PVDF 压电薄膜的厚度对其性能的影响
3.PVDF 压电薄膜的常见厚度范围
4.厚度测量方法
5.结论
正文
PVDF 压电薄膜是一种广泛应用于压电传感器、能量收集器等电子器件中的材料。
它的主要特性是在受到外力作用时能产生电荷，从而实现能量转换。
PVDF 压电薄膜的性能与其厚度有着密切的关系。
PVDF 压电薄膜的厚度对其电学性能、机械性能和压电性能都有影响。
一般来说，薄膜的厚度越薄，其电学性能和压电性能越好，但是机械强度会降低。
相反，薄膜的厚度越厚，其机械强度会增加，但电学性能和压电性能会降低。
在实际应用中，PVDF 压电薄膜的常见厚度范围为 0.5 微米至 5 微米。
这个范围内的厚度可以满足大部分应用场景的需求。
但是，具体的厚度选择还需要根据实际应用的需求来确定。
测量 PVDF 压电薄膜的厚度有多种方法，如光学测量法、电化学测量法、X 射线衍射法等。
这些方法各有优缺点，选择哪种方法需要根据实际情况和需求来决定。
总的来说，PVDF 压电薄膜的厚度对其性能有着重要的影响。
在选择厚度时，需要综合考虑电学性能、机械性能和压电性能的需求，以及实际应用场景的需求。
pvdf压电薄膜 横向压电效应 纵向压电效应
pvdf压电薄膜横向压电效应纵向压电效应下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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(完整word版)聚偏氟乙烯(PVDF)压电膜(word文档良心出品)
聚偏氟乙烯（PVDF）压电膜是本世纪70年代在日本问世的一种新型高分子压电材料。
到目前为止，世界上只有少数先进国家生产。
锦州科信电子材料有限公司以清华大学为技术依托，成功地实现了PVDF压电膜国产化批量生产。
它具有独特的介电效应、压电效应、热电效应。
与传统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点，并具有重量轻、柔软不脆、耐冲击、不易受水和化学药品的污染、易制成任意形状及面积不等的片或管等优势。
在力学、声学、光学、电子、测量、红外、安全报警、医疗保健、军事、交通、信息工程、办公自动化、海洋开发、地质勘探等技术领域应用十分广泛。
产品主要有金、银、铝三个品种，膜厚30—500μm，产品形状、面积大小，可根据用户需要确定，是制作改进压力动态传感器和超声、智能探测的新型换能材料。
性能及特点：PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷高10倍，在80℃以下可长期使用。
PVDF压电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近，匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压电陶瓷换能器；电容值高，可以采用低淙胱杩沟囊瞧髯鞯推到邮铡?SPAN lang=EN-US>PVDF压电膜优点如下：(1) 良好的工艺性。
可用现有设备进行加工；(2) 能制作大面积的敏感元件；(3) 频带响应宽(0～500MHz)；(4) 声阻抗接近于人体组织和水，所以可用于医疗诊断的敏感装置结构中；(5) 具有高冲击强度(可使用于冲击波的传感器中)；(6) 耐腐蚀性(在活性介质中使用时这种性能是必需的)；(7) 相对介电常数较低；相应较高的压电常数值d33(约比其它压电材料高一个数量级以上)和热信号灵敏度(p/ε)值；(8) 与压电陶瓷相比有更低的导热性；并能制得更薄的薄膜；(9) 柔软坚韧(PVDF的柔顺系数约为PzT的30倍,并且轻(比重只有PzT的1/4左右)；能制成所需的各种较复杂的形状(锥形、穹顶形等)，可使用在需要具有特殊定向的元件中。
PVDF压电薄膜
PVDF压电薄膜PVDF压电薄膜即聚偏氟乙烯压电薄膜是本世纪70年代在日本问世的一种新型高分子压电材料。
到目前为止，世界上只有少数先进国家生产。
PVDF压电薄膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜，可以根据需要制成各种形状，厚度的元件。
与微电子技术结合，能制成多功能传感元件。
•PVDF压电薄膜的应用o PVDF压电薄膜具有独特的介电效应、压电效应、热电效应。
与传统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点，并具有重量轻、柔软不脆、耐冲击、不易受水和化学药品的污染、易制成任意形状及面积不等的片或管等优势。
在力学、声学、光学、电子、测量、红外、安全报警、医疗保健、军事、交通、信息工程、办公自动化、海洋开发、地质勘探等技术领域应用十分广泛。
产品主要有金、银、铝三个品种，膜厚30—500μm，产品形状、面积大小，可根据用户需要确定，是制作改进压力动态传感器和超声、智能探测的新型换能材料。
</F ON T>•PVDF压电薄膜的优点o PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷高10倍，在80℃以下可长期使用。
PVDF压电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近，匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压电陶瓷换能器；PVDF压电膜优点如下：(1) 良好的工艺性。
可用现有设备进行加工；(2) 能制作大面积的敏感元件；(3) 频带响应宽(0～500MHz)；(4) 声阻抗接近于人体组织和水，所以可用于医疗诊断的敏感装置结构中；(5) 具有高冲击强度(可使用于冲击波的传感器中)；(6) 耐腐蚀性(在活性介质中使用时这种性能是必需的)；(7) 相对介电常数较低；相应较高的压电常数值d33(约比其它压电材料高一个数量级以上)和热信号灵敏度(p/ε)值；(8) 与压电陶瓷相比有更低的导热性；并能制得更薄的薄膜；(9) 柔软坚韧(PVDF的柔顺系数约为PzT的30倍,并且轻(比重只有PzT的1/4左右)；能制成所需的各种较复杂的形状(锥形、穹顶形等)，可使用在需要具有特殊定向的元件中。
PVDF压电薄膜的应用
PVDF压电膜的应用PVDF压电膜的应用相当广泛。
目前，从医学上使用的精密微细敏感元件到工业上用的各种传感器。
从军事上应用的声纳到民用的空调器、防盗报警系统等领域，PVDF压电膜都显示出了其优异的性能。
它可以用于制作超声波探头式诊断仪、血压计、指脉膊传感器及心率计；超声波传感器、压力传感器、机器人的触觉传感器、加速度传感器、称重传感器；水声探测器、声纳器件；扬声器、抗噪声送话器，高保真立体声耳机、空调器；应力、应变计、流量计、用于特殊场合下的触摸开关等。
此外PVDF压电膜除了具有较高的压电性外，还显示出热释电性，是一种很好的热电材料，它可以把热能转变为电能。
可用于防盗、保安报警器、热释电红外传感器、火灾探知器、光反向传感器、红外线扫描器。
辐射仪、接近传感器等各种测控仪器中，至今为止，上述所叙的许多元器件已经在众多领域开始研制，有些已经进入实际应用阶段，现将有关情况简要说明一下：电声换能器类由于PVDF压电膜具有相当宽的频率领域，从甚低频到千兆赫的工作频率。
利用这一性能，可制成宽频带扬声器，这种扬声器可在甚低音、甚高音范围内不失真，而且可以消除机械噪声。
良好的声音效果，其应用必将给我国的电声产业带来一场大的变革，电声产品跨上一个新的台阶。
还可制成微声器、传声器、高保真立体声耳机。
特别是抗噪声送话器，样品经过几次改进，已经进入开发生产阶段。
这种送话器用在电话中，除了通话能被清晰地送出外，其它噪声均被滤掉；用在电视台、电台及记者现场采访、现场录音场合，能排除噪声干扰，声音清晰，达到较理想的录音采访效果。
水声换能器类PVDF压电膜具有较高的压电系数，优良的阻抗匹配。
低的声阻抗可保证超声波无损传播，又易于加工成大面积，这些特点用于制造各种类型的水听器。
将这种水听器用于鱼轮对鱼群的监测，正在待开发之中，此项研究成果也有很大的市场潜力。
超声换能器类用PVDF压电膜制成超声传感器，应用在5、7.5、10MHz B超诊断仪的环状及线阵式探头和20～80MHz工业超声检测仪探头上，与通常使用的PZT(压电陶瓷)探头相比在灵敏度和精度上都有较大幅度的提高。
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(8) 容易加工和安装:可以根据 实际需要来制 定形状,用502 胶来粘贴固定。
工作机理
压电效应 • 压电效应，是某些特殊的材料中机械能与电能相互转化的
现象。根据转化方向的不同，压电效应可以分为正压电效 应和逆压电效应两种。 • 某内些部电会介产质生1在极88沿化0年一现，居定象里方，兄向同弟首上时先受在发到它现电外的气力两石的个的压作相电用对效而表应变面形上时出，现其正 负相反的电荷，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状 态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时， 电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上 施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介 质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电 致伸缩现象。
PVDF压电膜简介
性能及特点
• 聚偏氟乙烯简称F-2。英文名 称PolyVinylideneFluoride， 简称PVDF，分子式∈CF2CH2 n，分子量为40~60万。 PVDF是60年代发展的含氟塑 料之一，它是用三氟乙烯、 氢氟酸与锌粉等作用生成单 体，再经聚合生成白色结晶 固体，属均聚物。
(1) 压电常数d 比石英高十多倍,虽然比 PZT低,但作为传感材料更重要的一个特征参 数g 值比PZT 高20 倍左右。
(2) 柔性和加工性能好,可制成5μm 到1 mm厚度不等、形状不同的大面积的薄膜,因 此适于做大面积的传感阵列器件。
(3) 声阻抗低:为3. 5 ×10 - 6 Pa. s/ m ,仅 为PZT压电陶瓷的1/ 10 ,它的声阻抗与水、 人体肌肉的声阻抗很接近,并且柔顺性好,便 于贴近人体,人体接触安全舒适,因此用作水 听器和医用仪器的传感元件时,可不用阻抗 变换器。
(4) 频响宽,室温下在10 - 5 ～109 Hz 范围 内响应平坦,即从准静态、低频、高频、超 声直至超高频均能转换机电效应。
(5) 由于PVDF 的分子结构链中有氟原子, 使得它的化学稳定性和耐疲劳性高,吸湿性 低,并有良好的热稳定性,耐强紫外线和核辐 射。
PVDF 薄膜的结构示意图
( 6) 高介电强度: 可耐受强电场 作用( 75V/μm) ,此时大部分陶瓷已 退极化学稳定性、低吸湿 性、高热稳定性、高抗紫外线辐射能力、高 耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷 高10倍，在80℃以下可长期使用。PVDF压 电膜质地柔软、重量轻，与水的声阻抗相近， 匹配状态好，应用灵敏度高；PVDF压电膜在 厚度方向的伸缩振动的谐频率很高，可以得 到较宽的平坦响应，频响宽度远优于普通压 电陶瓷换能器。