聚偏氟乙烯膜聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜特点及应用

聚偏氟乙烯压电薄膜的特性及应用

聚偏氟乙烯(PVDF)主要指偏氟乙烯均聚物或偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物。它具有氟树脂和普通树脂的特点。其树脂本身具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、抗氧化性、耐候性和抗辐射性，同时还具有压电、介电和热动力等特殊性能，因此广泛应用于压电薄膜中。随着可穿戴设备的兴起，设备对压电传感器的需求不断增长，因此本文将重点研究聚偏氟乙烯薄膜在压电领域的应用。

聚偏氟乙烯压电薄膜的光电特性

聚偏氟乙烯压电薄膜，即聚偏氟乙烯压电薄膜，是20世纪70年代日本引进的一种新型高分子压电材料。到目前为止，由于其复杂的偏振处理技术，只在少数先进国家生产。聚偏氟乙烯压电薄膜是一种柔软、轻质、高韧性的塑料薄膜，可根据需要制成各种形状和厚度。结合微电子技术，可以支持多功能传感元件。

PVDF压电薄膜具有独特的介电效应、压电效应和热电效应。与传统压电材料(如陶瓷压电片)相比，它具有频响宽、动态范围大、力点转换灵敏度高、力学性能好、机械强度高、声阻抗容易匹配等特点。并且重量轻、柔软、不脆、耐冲击、不易被水和化学物质污染，易于制成任意形状和面积的片材或管材。广泛应用于力学、声学、光学、电子学、测量、红外、安全报警、医疗、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。产品有三种:金、银、铝。膜厚在30-500 μ m范围内。产品的形状和面积可根据用户的需要确定。它是一种新型的传感器材料，用于制造改进的压力动态传感器和超声波及智能检测。压电薄膜超过200微米可以用于军事和高科技领域，目前被发达国家禁止。

聚偏氟乙烯压电薄膜的优点

聚偏氟乙烯压电薄膜具有高化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高抗紫外辐射性、高抗冲击性和耐疲劳性。其化学稳定性比陶瓷高10倍，可在80℃以下长期使用。PVDF压电薄膜质地柔软，重量轻，声阻抗与水相近，匹配状态好，应用灵敏度高。聚偏氟乙烯压电薄膜在厚度方向拉伸振动的共振频率很高，可以获得很宽的平坦响应，频率响应宽度优于普通压电陶瓷换能器；聚偏氟乙烯压电薄膜的优点如下:

工艺性好，可用现有设备加工；

可以制作大面积敏感元件；

宽频带响应(0-500 MHz)；

声阻抗接近人体组织和水，可用于医学诊断的敏感器件结构；

冲击强度高(可用于冲击波传感器)；

耐腐蚀性(在活性介质中使用时，这一特性是必要的)；

相对介电常数较低，相应地压电常数d33值较高(比其他压电材料高一个数量级)和热信号灵敏度(ρ/ε)

与压电陶瓷相比，导热系数较低；可以制备更薄的薄膜；

软硬聚偏氟乙烯的柔顺系数约为压电陶瓷的30倍，且质轻(相对密度仅为压电陶瓷的1/4左右)。它可以支持各种复杂的形状(原型、穹顶等。)并可用于特殊方向的元素。

总体来说，PVDF压电薄膜具有压电常数较大、频率响应较宽、机械强度较好、耐冲击、重量轻、柔韧性好、声阻抗易于匹配、易于加工成大面积、受水和一般化学品污染小、价格较低等特点。它不仅可以在许多领域替代压电陶瓷材料，还可以在压电陶瓷材料不能使用的地方使用。因此，它是一种很有前途的传感聚合物敏感材料。

聚偏氟乙烯压电薄膜的应用

由于聚偏氟乙烯压电薄膜具有广泛的应用，从消费电子到汽车电子、小家电、医疗设备、仪器仪表以及军事和高科技领域，我们总结了聚偏氟乙烯压电薄膜在一些民用领域的主要应用。