荷兰的研究人员最近开发出一种简单、可靠的工业制造的压电超声喷雾法聚(偏二氟乙烯)电影(PVDF)电影,可以用于大规模的压电薄膜制造而消除密集的支撑或拉伸过程。
研究:制造聚偏二氟乙烯)电影超声波喷涂;均匀性和压电性能。图片来源:Dinga / Shutterstock.com
这项研究发表在《华尔街日报》欧洲杯足球竞彩材料与设计。
的无电抗热塑性氟聚合物PVDF膜高度偏二氟乙烯的聚合物。PVDF薄膜通常找到应用程序的应用程序需求最高的纯度,强度,耐溶剂,酸和热。
Nozzle-less超声波喷涂系统。图片来源:塔勒布,S et al .,材料与设计欧洲杯足球竞彩
因此,发现应用程序在一个广泛的领域和学科包括主要集中在聚合物链结构、制造方法、压电性能、机械强度,和传感器、传动装置、能源获取的应用程序。
当连接的,铁电聚合物PVDF,证明有效的压电和热电性质。这些特点使其在传感器和电池应用中特别有用。
最近,铁电PVDF-TrFE电影发现应用程序在nano-electric设备包括非易失性记忆,光电探测器,场效应晶体管,PVDF复合材料用于电气配件和嵌入式电容器。
制备方法
常见的PVDF膜的制造方法包括旋转涂布,电纺的,和铸造方法。然而,随着涂料和铸造方法通常需要后处理形式的拉伸,立杆,或实现极地淬火阶段他们不是可伸缩并限制大规模制造。
荷兰团队确定电喷射沉积(ESD)和喷涂方法随着新兴技术对PVDF膜与某些优势,如低成本制造,良好的一致性在大的表面积,和快速的处理时间。
PVDF膜由南加州大学的方法。图片来源:塔勒布,S et al .,材料与设计欧洲杯足球竞彩
加上如果超声技术,研究人员认为这些好处可能会增强。因此,他们开发了一种nozzle-less超声波喷涂系统能够制造独立PVDF薄膜与增强压电特性。
“这个系统在传统的喷雾系统的优势是最后一部电影的增强一致性由于液体的雾化和形成小水滴所提供的机械振动,”解释作者莫妮卡Acuaulta科学和工程学院助理教授,格罗宁根大学。欧洲杯线上买球
系统的灵活性可能制造设备和复杂的设计和形状以及使用多种基质材料的潜力。欧洲杯足球竞彩能力压电PVDF薄膜应用于广泛的底物打开应用更多的创新技术。
超声波加工
应用PVDF薄膜的小组使用一种nozzle-less超声波喷涂(USC)系统(棱镜- 400 - bt)制造piezo-polymer电影5和9嗯厚。棱镜- 400英国电信系统允许团队密切控制空气压力、溶液流量,提示距离,衬底温度。
声波降解法也促进雾化的液相而气压指示液体滴热板凳,玻璃衬底放置了PVDF薄膜的应用。
这种超声波喷涂系统制造的证明是成功的纯PVDF压电系数高的电影(d33= 48点/ V)。此外,高度结晶(56%)PVDF电影β相为灵活和透明的工程设备为主的实现不需要后处理步骤。
研究人员还发现,薄膜均匀性是一个关键因素在实现压电性能和改善piezoresponse PVDF膜。超声波喷涂方法被证明是一个简单而可靠的方法实现高均匀性。
Displacement-voltage(应变)循环PVDF在条件C1-4制作的电影。图片来源:塔勒布,S et al .,材料与设计欧洲杯足球竞彩
“获得d33获得的价值,在那些通常昂贵PVDF-TrFE电影,带给我们的结论是,南加州大学方法能产生大规模、低成本、高质量的压电电影在一个步骤”,Acuaulta说。
此外,南加州大学系统能够灵活和可穿戴电子产品的制造和复杂的设计组成各种各样的衬底材料,进一步扩大其应用更先进的技术。欧洲杯足球竞彩
因此,南加州大学是一种很有前途的方法开放的可能性使用高质量的纯PVDF电影跨多种行业和大型工程应用。
单步创新
近年来,PVDF电影吸引了压电设备的制造感兴趣是因为他们具有灵敏度高,机械的灵活性,多元技术的兼容性和稳定性。
几项研究已经进行压电PVDF能源、环境和生物医学应用程序以及发现在纳米电子设备中使用。传统方法用于PVDF薄膜的制造,如旋转涂布和铸造缺陷的额外治疗的必要性(立杆或机械拉伸)来提高材料的压电。
然而,荷兰团队证明,可能会有一个更好的方法来产生PVDF电影具有压电特性:“我们证明了超声波喷涂方法能产生大规模、低成本的PVDF薄膜在单个步骤中,“Acuaulta宣称。
引用
塔勒布,S。Badillo-Avila,硕士Acuautla, M。、制造的聚偏二氟乙烯)电影超声波喷涂;均匀性和压电性能、材料与设计(2021)。欧洲杯足球竞彩https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127521008285?via%3Dihub
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