压电薄膜

摘要： 提出一种具有可调双消声波峰的压电式消声器,可依据降噪要求来调节电压和穿孔率大小,实现两个低频段的声波吸收可调谐。运用Comsol声固耦合模块计算消声结构参数对频移特性影响的规律:穿孔率减小,双消声峰向低频偏移,第二消声峰的幅值和频率范围明显减小,反共振点位置不变;膜厚增加,第一阶消声峰值基本不变,第二阶消声峰值向低频偏移。分析了不同加载电压下的压电薄膜位移变化情况,搭建实验平台测试不同电压条件下结构的传输特性,基于逆压电效应的压电薄膜可以有效地抑制或增强膜的振动响应,改变反共振点位置,电压由0增加到300 V,第一消声峰值频率向高频偏移85 Hz,第二消声峰向高频域移动了125 Hz。

摘要： 为了使机器人通过触觉感知外部环境信息,弥补视听交互信息缺失的不足,根据聚偏氟乙烯(PVDF)材料的压电效应设计开发基于触觉传感器和卷积神经网络的机器人触觉识别系统,能够根据所采集的触觉信号识别出材质类型.提出基于渐进式级联卷积神经网络的触觉识别算法.该算法基于卷积神经网络提取机器人传感器的信号特征,包括经过短时傅里叶变换的触觉数据频谱图和信号表征周期内的时域特征.为了解决特定材质识别混淆的问题,利用K-Medoids聚类算法和动态时间规整(DTW)距离度量算法将分类过程区分为粗、细2个层次,构建渐进式分类模型.实验表明,设计的触觉传感器对物体材质的平均识别正确率约为97%,机器人能够成功识别触摸到的真实材质,为下一步的探索交互任务奠定基础.

摘要： 研究织物电极对聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜性能的影响。以丝网印刷方式制备面电阻为3.5Ω·cm^(2)的银浆丝网印刷涤纶织物,并选用相同面电阻的镀银涤纶织物和铜网织物,将3种织物作为电极同PVDF压电薄膜封装制成柔性压电传感器,测试了3种织物压电传感器的介电接触性能、灵敏度和耐久性。结果表明:在频率4 kHz以下,镀银织物和铜网织物电极介电阻抗较稳定,在频率为1×10^(4)Hz左右时银浆丝网印刷织物电极相对介电常数波动明显,在高频条件下明显高于其他2种织物电极,镀银织物电极的介电性能接近铜网织物电极;3种电极都具有一定的压电灵敏度,银浆丝网印刷织物电极和铜网织物电极灵敏度略高;经过2000次按压后,镀银织物电极和铜网织物电极仍能持续输出锯齿方波信号,银浆丝网印刷织物电极出现明显的基线漂移现象。认为:铜网织物作为电极封装的柔性压电传感器总体性能较好,镀银织物的介电性能和耐久性较好,银浆丝网印刷织物的灵敏度较优。3种织物可作为制作传感器的电极材料,但存在的运动伪影等问题仍需进一步研究。

摘要： 该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器(HBAR),研究了钪(Sc)掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明,当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时,压电应力系数e_(33)增加、刚度C^(D)_(33)下降,导致Al_(1-x)Sc_(x) N压电薄膜的机电耦合系数k^(2)_(t)从5.6%提升至15.8%,从而使HBAR器件的有效机电耦合系数(k^(2)_(eff))提升了3倍。同时,当Sc掺杂摩尔分数达25%时,Al_(1-x)Sc_(x) N(x为Sc掺杂摩尔分数)压电薄膜的声速下降13%,声学损耗提高,导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。

摘要： 申请号:202210415732.1【申请日】2022.04.20【公开号】CN114705284A【公开日】2022.07.05【分类号】F16F15/02;G01H11/08;B01D53/26【申请人】达仁智能科技(佛山)有限公司【发明人】凌杰文;颜天宝【摘要】本发明公开了一种压电薄膜敲击振动传感器,包括壳体,所述壳体的顶部通过固定螺丝固定安装有密封盖,所述壳体内底部设有缓冲机构,所述壳体内位于缓冲机构的外侧设有加强机构.

摘要： 为了实现对心脏健康的无感监护,该文研究一种心冲击信号检测与实时心率估计方法。在压电薄膜传感器的无接触式数据采集与预处理的基础上,先由模板匹配检测得到心冲击信号(即J峰);再借助于JJ间隔和J峰幅值的特点,尽可能地去除错检的“J峰”与增补漏检的J峰;最后,采用修正后的JJ间隔对实时心率进行估计。以指夹式脉搏血氧仪为对照,对该方法进行测试,所有随机选取受测人员测得的实时心率结果的均方根误差为1.52。这表明,该方法基本上可以满足无感监护下对实时心率估计的需要。

摘要： 文章利用有限元软件设计出Love模声表面传感器.采用三维有限元方法模拟了声表面波在IDT/ZnO/SiO2/金刚石和IDT/AlN/SiO2/金刚石结构的传播特性.通过模态分析证明传感器激励的声表面波是乐甫波;通过对两种结构乐甫波的相速度,机电耦合系数和频率温度系数分析,设计出了两种结构的最优参数.文章创新性的将金刚石作为器件衬底,并在压电薄膜和金刚石衬底之间引入SiO2层,器件的温度特性得到了极大的改善,且伴随有高的机电耦合系数,为Love模SAW在液体高灵敏度传感器中的应用打下基础.

摘要： 为了对表面镀有纳米级别金属层的聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜上进行金属图案化处理,利用光刻技术,分别通过湿法腐蚀和干法刻蚀两种途径.实施了不同配方的湿法腐蚀、离子束刻蚀(IBE)、激光刻蚀对表层覆盖Ni-Cu的PVDF薄膜进行尝试.结果 发现:激光刻蚀可以得到宽度为100 μm,厚度为450 nm,长度为600 μm的曲梁电极图案.

摘要： 对弹性软基体上两端固支压电薄膜的脱离屈曲行为进行分析,找出压电效应对脱离屈曲的影响及脱离屈曲后的最大应力问题,得到了压电薄膜脱离屈曲的临界应变方程式和防止材料破坏的基体预应变取值范围.建立了压电薄膜脱离屈曲幅值与基体预应变和压电材料特性参数之间的函数关系.

摘要： 针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器.主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成.传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力.为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应力分布提供了新的思路和方法,分析了压电传式感器的工作原理,压电薄膜的传感特性,建立有限元分析模型,进行仿真分析,结果表明该传感器结构简单、体积小,相对于传统测量方法更加可靠,适用于曲面应力的测量.

摘要： 利用PVDF压电薄膜设计出了一种用于检测和定位GIS闪络故障位置的装置;为验证基于PVDF压电薄膜传感器GIS故障快速定位装置的可靠性,本文设置了GIS交流耐压试验中四种典型的导致GIS发生闪络的缺陷模型,开展了不同放电缺陷模型下的GIS闪络故障定位装置实用性研究.研究表明:通过比较各气室声强大小,基于PVDF压电薄膜传感器GIS故障快速定位系统能快速有效定位GIS故障位置,避免重复打压对GIS绝缘造成累积性的破坏.

摘要： 机械设备的振动监测,对于设备的维护和工作状态的判断具有非常重要的意义.本文论述了基于PVDF压电薄膜传感器测量机械振动幅度的总体设计方案,整个测试系统主要由PVDF压电薄膜传感器、电荷放大器、数据采集、处理及有效值显示构成,可以实时显示振动信号的幅度并且报警.该系统具有结构简单,操作使用方便等优点.

摘要： 压电基(PZT)--ABO3型钙钛矿陶瓷体材料可用于制作各种压电微机电系统(MEMS).通常PZT--基陶瓷显示多晶结构,而单晶PZT--基薄膜材料吸取PZT--基陶瓷优良的铁电性,可用于制作薄膜压电MEMS.在PZT--基材料中,三元钙钛矿,即由二元钙钛矿PZT固溶体掺入添加物(如:Pb(Mg.Nb)O3(PMN)和Pb(Mn,Nb) O3)(PMnN)),可用于制作薄膜MEMS,因为掺人的添加物扩展了原二元钙钛矿PZT的介电和铁电响应,本文研究由射频溅射法外延生长在具有SrRuO3/Pt过渡层的(001)MgO单晶基片上的PZT-基三元配合物(PMnN-PZT)单晶薄膜,发现溅射的PZT一基三元配合物xPMnN-(1-x)PZT,x=0.06,显示高密度单晶、而无体单晶的晶粒和界面层结构,溅射的薄膜显示奇异的铁电性质,即:非常高自极化Pτ(Pτ-80～100μC,体陶瓷:Pr=20～30μC),高居里点Tc(Tc=500～600°C,体陶瓷:Tc=350～380°C),小介电常数ε*(ε*=100～150,体陶瓷:ε*=800～1300).这些奇异的铁电性质是所溅射的薄膜结构所固有的,不可能由传统的PZT--基陶瓷得到,最后,对这些奇异的铁电性质可能应用于压电薄膜MEMS进行了讨论.

摘要： 采用溶液结晶法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜,并利用XRD、ATR测定了薄膜的相组成、结晶度及β相含量.探讨了保温温度、保温时间及薄膜厚度对薄膜中β相含量的影响.结果表明:薄膜的介电性能与p相含量密切相关,在保温温度80°C,保温时间24h条件下制备的厚度150μm的PVDF薄膜中p相含量高达37.47％,其铁电和介电性能优异,介电常数在频率1kHz时可达12.5,剩余极化强度在频率10Hz,电场25V/μm时达1.38 uC/cm2.

摘要： 本文利用双层面内反向极化的压电薄膜作为TSM模式的激发源，研究这种压电层配置对声波传感器性能的影响。根据理论结果，给出优化的声波传感器模型和设计方法。当双层压电薄膜满足一定的厚度关系ωlT/vT=ωlB/vB=π，增强的二阶TSM谐振模式被激发，同时基频TSM模式被抑制。增强谐振模式具有更高的谐振频率和品质因子能有效提高传感器的灵敏度。所以，可以通过选取合适的双层压电薄膜材料及其厚度比例提高传感器工作模式的谐振频率和品质因子，对传感器的传感精度和灵敏度进行优化。

摘要： 研究Lift-off工艺制备金属电极,以避免用化学试剂湿法腐蚀对图形轮廓及下层压电材料造成损坏.对比AZ1500正性光刻胶和AZ5214反转光刻胶,表明AZ5214经过适当的工艺可形成倒梯形光刻胶侧壁,即光刻胶侧壁图形上宽下窄,使淀积的金属在光刻胶掩膜和裸露的硅片衔接区域断开,有利于Lift-off工艺的进行,并减少图形边缘毛刺.

摘要： 分析了半无限大弹性基体上粘接有质量层的压电薄膜的压电层状结构中Love波的传播特性.基于线性压电弹性理论得到Love波的控制方程.利用压电层与基体的界面连续条件和电学开路与短路件,得到波传播的相速度方程.对于压电层为BaTiO3,基体为SiO2的情形给出了相速度曲线以及位移、电势和剪应力的分布情况.详细讨论了质量层厚度对波传播的影响.

摘要： 为研究基于压电薄膜(PVDF)的冲击加速度测量,本文建立了PVDF冲击加速度的无线测试平台.首先,在分析PVDF的压电机理、工作模式基础上,给出了冲击加速度的测量电路模型;其次,针对柔性结构,与电阻应变片进行对比标定,给出了峰值电荷q与结构应变ε的关系;针对刚性结构,与冲击台自带的压电加速度传感器进行了对比和标定,给出了峰值电荷q与峰值加速度a的关系;最后,搭建了以Imote2和YE6241台式冲击台为核心的无线PVDF压电信号采集的平台,采样速率为420 Hz,和有线进行对比,验证了本文设计的无线冲击加速度测试平台的准确性和可信性.实验表明,这种无线冲击加速度测试平台具有采样速率高、灵敏度高、质量轻、无需布线、使用方便等特点,具有较好的研究和应用前景.

摘要： 电阻应变片在用于船舶与海洋结构物应变测量时，存在必需清除结构表面涂层、连接和维护大量导线，工作量繁重等缺点，而且其使用寿命也非常短。本文利用压电薄膜开发了一种适用于船舶与海洋结构物的新型非接触式应变测量技术，其主要特点体现在压电薄膜传感器被保护在涂层下面可以长期反复利用，无需在传感器上连接导线，而且组合式压电薄膜可以实现通过单次测量获得随机载荷作用下结构物表面的任意单向应变等。文中首先根据压电方程推导了新型组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变之间的关系。然后根据静电电压表探头的测量原理，分析了探头和被测结构表面之间的零电场技术，从理论上预测可以对埋藏在油漆涂层下的压电薄膜进行感应电荷检测。最后，通过实验对涂层下压电薄膜的感应电荷检测以及组合式压电薄膜传感器测量单向应变的可行性和精度进行了验证。实验结果表明，该技术在船舶与海洋结构物应变测量应用上具有重要的实用价值。

摘要： 纳米压痕技术是表征薄膜材料性能的常用方法,由于基底效应的影响,测试结果并不能真正的反映薄膜材料的性能.本文利用有限元分析和纳米压痕相结合的方法,将膜基体系的纳米压痕加载曲线拟合成幂函数形式,利用加载曲线指数定义一个基底效应因子,定量地反映基底效应.并提出了确定横观各向同性薄膜弹性参数和压电系数的方法,分别求解了PZT薄膜的弹性模量和压电常数.

摘要： 本发明提供一种压电性薄膜元件，其提高了压电特性，可实现高性能且高信赖的压电性薄膜设备。本发明的压电性薄膜元件具有基板及在所述基板上以溅射法成膜的、以由(NaxKyLiz)NbO3(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤0.2，x+y+z＝1)表示的钙钛矿型氧化物为主相的压电性薄膜，该压电性薄膜的内部应力的绝对值为1.6GPa以下。

摘要： 本发明涉及一种薄膜压电体基板，其能够相对更广范围的外加电压而得到稳定的压电特性，并且能够相对尽可能广范围的外加电压而进行直线性优良的动作。在薄膜压电体基板1中，依次层压了下部电极膜、压电体膜以及上部电极膜的层压膜3形成于硅晶片2的表面1a。压电体膜由通式Pb(Zrx，Ti(1-x))O3表示的锆钛酸铅制成，x满足0.530.02x+0.398。

摘要： 本发明的目的在于提供一种位移量大并且位移量的温度依存性小的压电薄膜层叠体。压电薄膜层叠体(100)具备第一电极层(3)、被层叠于第一电极层(3)的第一中间层(4)、被层叠于第一中间层(4)的第二中间层(5)、被层叠于第二中间层(5)的压电薄膜(6)，第一中间层(4)含有K、Na以及Nb，第二中间层(5)为使压缩方向的应力产生于压电薄膜(6)的层，压电薄膜(6)含有(K,Na)NbO3。

摘要： 本发明的目的在于提供一种电阻率高并且即使经连续驱动压电常数也难以降低的压电薄膜层叠体。压电薄膜层叠体100具备第一电极层3、被层叠于第一电极层3的第一氧化物层4、被层叠于第一氧化物层4的第二氧化物层5、被层叠于第二氧化物层5的压电薄膜6，第一氧化物层4的电阻率高于第二氧化物层5的电阻率，第一氧化物层4含有K、Na以及Nb，压电薄膜6含有(K,Na)NbO3。

摘要： 本发明的目的在于，通过使薄膜压电元件的平面形状、层构造为一定的状态下，在构成薄膜压电元件的压电薄膜的接地面具有凹凸的形状，进一步增大移位量。薄膜压电元件具备一对电极层和由上述一对电极层夹着的压电薄膜，压电薄膜和一对电极层的至少一者的界面的表面粗糙度P‑V为220nm以上500nm以下。

摘要： 提供一种具有表面形态良好、结晶性优异的压电薄膜层的压电薄膜元件的制造方法。压电薄膜元件的制造方法包括：在基板(1)上形成下部电极层(2)的工序；在下部电极层(2)上，以相对较低的成膜温度来形成压电薄膜缓冲层(3)的工序；在压电薄膜缓冲层(3)上，以比压电薄膜缓冲层(3)的成膜温度高的成膜温度来形成压电薄膜层(4)的工序；以及在压电薄膜层(4)上形成上部电极层的工序。

摘要： 本发明的目的在于提供一种电阻率高并且即使经连续驱动压电常数也难以降低的压电薄膜层叠体。压电薄膜层叠体100具备第一电极层3、被层叠于第一电极层3的第一氧化物层4、被层叠于第一氧化物层4的第二氧化物层5、被层叠于第二氧化物层5的压电薄膜6，第一氧化物层4的电阻率高于第二氧化物层5的电阻率，第一氧化物层4含有K、Na以及Nb，压电薄膜6含有(K,Na)NbO3。

摘要： 本发明的目的在于提供一种位移量大并且位移量的温度依存性小的压电薄膜层叠体。压电薄膜层叠体(100)具备第一电极层(3)、被层叠于第一电极层(3)的第一中间层(4)、被层叠于第一中间层(4)的第二中间层(5)、被层叠于第二中间层(5)的压电薄膜(6)，第一中间层(4)含有K、Na以及Nb，第二中间层(5)为使压缩方向的应力产生于压电薄膜(6)的层，压电薄膜(6)含有(K,Na)NbO3。

摘要： 本发明的目的在于，通过使薄膜压电元件的平面形状、层构造为一定的状态下，在构成薄膜压电元件的压电薄膜的接地面具有凹凸的形状，进一步增大移位量。薄膜压电元件具备一对电极层和由上述一对电极层夹着的压电薄膜，压电薄膜和一对电极层的至少一者的界面的表面粗糙度P-V为220nm以上500nm以下。

摘要： 提供一种具有表面形态良好、结晶性优异的压电薄膜层的压电薄膜元件的制造方法。压电薄膜元件的制造方法包括：在基板(1)上形成下部电极层(2)的工序；在下部电极层(2)上，以相对较低的成膜温度来形成压电薄膜缓冲层(3)的工序；在压电薄膜缓冲层(3)上，以比压电薄膜缓冲层(3)的成膜温度高的成膜温度来形成压电薄膜层(4)的工序；以及在压电薄膜层(4)上形成上部电极层的工序。