PVDF-300台式压电薄膜极化器件是应用压电高分子成型电压极化的器件,输出电压任意可调,输出稳定,效果高,效果好,采用数字化设计,可加热,可添加硅油,多种极化方式的组合, 即进行偏振测试,采用中科院ZJ-3精密D33测试仪,提供被测样品的实时数据。
一、产品主要特点:
1.一键操作,数字显示,可对各种PVDF薄膜和压电陶瓷进行极化(聚合物由偏氟乙烯(VDF)、三氟乙烯(TRFE、1-氯氟乙烯(CFE)和/或三氟氯乙烯(CTFE)制成)。
2、输出电压高达2kV,输出功率为2W
3.点火保护和短路保护,自动切断电压。
4.低温度系数0每摄氏度 001%。
5、全数字化操作,效率高,效果好。
6.多种极化方式(空气、硅油、加热)。
7.外部电位器或外部控制电压给出。
8.体积小,印刷电路板安装。
9.正极性或负极性输出。
主要技术参数:
1.PVDF高分子薄膜样品和PZT压电陶瓷材料。
2.区域表面极化,极化尺寸:0-50mm, 3.D33测试:0-8000pc n
3、电压不低于30kV直流负压极化、室温空气极化、硅油、加热方式。
4.数字显示收卷速度和收卷长度,收卷线速度恒定可调。
5.表面电荷极化后去除臭氧。
7、工作电源:AC220V 50 60Hz 额定功率:20kw
10、压电材料极化或耐压试验:DC:0-30kV(5个连续可调两个字)。
11.总电流:10mA
12、各通道截止电流:05ma
13.定时:1-99min 5任意设定。
14、发热元件:优质电阻丝。
16.温度:良好的温度控制方法。
17.外形尺寸:宽1350,高1450,深1150mm
18、配置ZJ-3、ZJ-6压电测试仪。
一、PVDF薄膜材料基础知识:
PVDF(聚偏氟乙烯)是一种具有良好耐候性、耐化学性和机械性能的高分子材料,应用广泛。
广泛应用于涂料、薄膜、板材、纤维等领域。
2.PVDF薄膜材料与压电陶瓷的区别。
PVDF薄膜主要有两种晶型,即型晶体和型晶体,型晶体不具有压电性能,但PVDF薄膜经卷制拉伸后,薄膜中原来的型晶体成为型晶体结构。 当拉伸极化PVDF薄膜受到外力或在一定方向上发生变形时,材料的极化表面会产生一定的电荷,即压电效应。
与压电陶瓷和压电晶体相比,压电薄膜具有以下主要优点:
1)重量轻,其密度仅为常用压电陶瓷PZT的四分之一,粘贴在被测物体上对原有结构几乎没有影响,弹性柔韧性高,可加工成特定形状,可完全贴合任何被测表面,机械强度高,耐冲击;
2)高电压输出,在相同受力条件下,输出电压比压电陶瓷高10倍;
3)介电强度高,能承受强电场(75V um)的作用,此时大部分压电陶瓷已经去极化;
4)声阻抗低,仅为压电陶瓷PZT的十分之一,接近水、人体组织和粘胶
5)频率响应宽,从10-3Hz到109,可转换机电效应,振动方式简单。
3、压电薄膜材料的性能。
1.介电常数。
虽然压电薄膜是单晶或优先取向的多晶薄膜,但其中的原子不像晶体那样致密有序,因此压电薄膜的介电常数值与晶体不同。 此外,薄膜中常见的残余内应力大,测量原因也存在,这也导致薄膜的介电常数值与晶体的相应值不同。
以往研究表明,压电薄膜的介电常数不仅与晶体取向有关,还取决于测试条件。 压电薄膜的介电常数具有相当大的色散性,这是由于Seamark薄膜的成分与化学式的计量比和薄膜厚度的差异,以及内应力大小和测试条件的差异一般认为,薄膜的介电常数随着变薄而降低。 此外,压电薄膜的介电常数也随温度和频率而发生显著变化。
2.体积电阻率。
在降低压电薄膜的介电损耗和弛豫频率方面,希望它具有高电阻率,至少v 108 cm。 ALN薄膜的电阻率为2 1014 1 1015 cm,远高于108 cm,因此ALN在这方面是非常好的薄膜。 此外,ALN压电薄膜的电导率随温度的变化也遵循1N 1 t的定律。
没有一个压电晶体具有对称中心,因此它们的电子迁移率也是各向异性的,它们的电导率也不同。 ALN压电薄膜沿C轴的电导率与垂直C轴方向的电导率不同,小约1 2个数量级。
3.损耗角是正切的。
ALN压电薄膜的介电损耗角正切为Tanδ=0003~0.005,ZnO薄膜的tanδ较大,为0005~0.01。这些薄膜的tanδ之所以如此之大,是因为这些薄膜除了导电过程外,还存在明显的松弛现象。
与介电薄膜类似,压电厚膜的tanδ随着温度和频率的增加以及湿度的增加而增加。 此外,当薄膜厚度减小时,tanδ趋于增加。 显然,tanδ随温度的增加是由于电导的增加和弛豫粒子的增加,而随着时间上弛豫次数的增加,tanδ随频率的增加而增加。
4.击穿强度。
由于电介质的击穿场强是一个强度参数,薄膜中不可避免地存在各种缺陷,因此压电薄膜的击穿场强具有相当大的色散性根据安潘斯特龙的击穿理论,对于完整的薄膜,击穿场强应随着薄膜厚度的减小而逐渐增加。 但实际上,由于薄膜中含有许多缺陷,厚度越低,缺陷的影响越显著,因此当厚度降低到一定值时,薄膜的击穿场强急剧下降。 除了薄膜本身,薄膜的击穿场强在测试过程中也受到电极边缘的影响。 由于薄膜越厚,电极边缘的电场越不均匀,击穿场强随着薄膜厚度的增加而逐渐降低。
除了几个因素外,介电膜的击穿场强还取决于膜结构。 对于压电薄膜,击穿场强也遵循电场的方向,即在击穿场强方面也是各向异性的。 由于多晶薄膜的晶界,其击穿场强低于非晶薄膜由于类似的原因,优先取向压电薄膜在晶粒取向方向上的击穿场强低于垂直方向的击穿场强。
与其他介质薄膜一样,压电薄膜的击穿场强取决于电压波形、频率、温度和电极等外部因素。 由于压电薄膜的击穿场强与多种因素有关,对于同一种类的薄膜,各种相关文献报道的击穿场强值往往不一致,甚至相差很大,例如Zno薄膜的击穿场强为001~0.4mV cm,ALN薄膜为05~6.0mv/cm。
5.整体声学性能。
体声波压电变换器最重要的特性参数是谐振频率f0、声阻抗ZA和机电耦合系数k,因此对压电薄膜的声速和温度系数、声阻抗和机电耦合系数要求尤为严格。 薄膜的这些性能不仅取决于薄膜中晶粒的弹性、介电、压电和热性能,而且与压电薄膜的结构密切相关,如晶粒堆积的紧密程度和优先取向的程度。 在压电薄膜中,薄膜的物理常数与晶体值略有不同,因为晶粒中存在许多缺陷和应变,因此它们不是完整的单晶。
由于压电薄膜的微观结构与制备过程密切相关,因此即使对于相同的压电薄膜,各种文献中报道的性能值也往往不一致。 在所有无机有色压电薄膜中,ALN薄膜因其弹性常数大、密度低、声速最大而最适合用于超高频和微波器件。
6.声音性能。
当表面声波在压电介质中传播时,粒子点的位移幅值随着与介质表面距离的增加而迅速减小,因此表面声波能量主要集中在表面接下来两个波长的范围内。
薄膜材料的表面声学特性可以表示为以下函数:
表声波特性=f(原材料、基板、薄膜结构、波模、传播方向、指间电极形态、厚度波数乘积)。
因此,不能使用单个值来表示压电薄膜的任何声波性能参数。 压电薄膜的另一个声学表现是传输损耗。 由于压电薄膜在表面波器件中常被用作声音传输介质,因此传输损耗主要是声波在压电薄膜和基板中的散射。