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MFC压电陶瓷纤维片

 

压电纤维复合材料(MFC)是拥有高性能、高灵活性及高可靠性的薄片型执行器和传感器。并且,MFC不断优化和改进,以满足客户特定及新应用的需求。

优点和特点:

灵活,耐用,可靠

提高应变执行器效率

定向驱动和传感

损伤容限

具有伸长(d33模式)和收缩型(d31模式)

可粘贴在任意表

随手可嵌入

环保密封包装

性能表现出色

提供不同的压电陶瓷材料

可选择单晶PMN-PT,PZN-PT材料

 

MFC由夹在胶层、电极和聚酰亚胺薄膜层之间的矩形压电陶瓷棒组成。 电极以互相交叉模式附着在薄膜上,该交叉电极将施加的电压加到压电陶瓷棒上或从压电陶瓷棒上输出电压。该组件可在密封且耐用的即用型封装中实现面内极化、驱动和传感。

 

MFC也可以作为薄且表面适形的片材应用(通常粘合)到各种类型的结构,或嵌入复合结构中。 如果施加电压,它会将被粘贴的材料弯曲或扭曲,抵消振动或产生振动。 如果不施加电压,它可以作为非常灵敏的应变传感器使用,感应变形、噪音和振动。 MFC也是从振动中获取能量的绝佳装置。

MFC可在d33和d31操作模式下使用,这是MFC的一个独特功能。

 

MFC P1型(d33效果),伸长型

 

MFC P1模式

P1型MFC,包括F1和S1型,利用d33效应进行驱动,如果在-500V至+ 1500V的电压下工作,则可延长至1800ppm。 P1型MFC也是非常灵敏的应变传感器。

 

MFC P2型(d31效果),收缩型

 

MFC P2模式

P2和P3型MFC利用d31效应进行驱动,如果在-60V至+ 360V的电压下工作,则收缩高达900ppm。 P2和P3型MFC主要用于能量收集和应变传感器。

 

典型属性概述

出力

28N 1000N,取决于MFC的宽度

工作电压范围

P1, S1, F1 -500V to +1500V
P2, P3 -60V to 360V

工作频率上限

作为致动器: 10kHz

作为传感器、能量捕获器:<1MHz

寿命

作为致动器:10E+8周期

作为传感器: 10E+11周期

作为能量捕获器:10E+10 周期

厚度

300µm

电容

P1, S1, F1 2nF12nF

P2, P325nF200nF

 

MFC工作模式

 

 

 

定制MFC

除了制造各种标准尺寸的MFC外,我们还提供多种MFC定制服务定制MFC具有更复杂的设计,包括单个MFC阵列,并且还允许电子元件与MFC集成。

例如,这包括用于泵和合成射流的星形MFC阵列S1和S2类型(由用于闭环控制的传感器和致动器元件组成)用于应变适应的三角形MFC以及一些其他MFC阵列

 

通常,客户特定应用的可行性首先使用各种标准MFC尺寸进行测试,包括快速原型设计。 在初始可行性和原型设计阶段之后,我们的许多客户通常会决定针对特定应用定制设计MFC。 订购定制设计的MFC的一些更常见的原因是:

以满足精确的机械尺寸以及应变和阻挡力要求,

将多个标准MFC组合在一个阵列中以节省成本,

集成电子元件,例如用于多MFC能量捕获的整流器,

包括特定的电源线和连接器(以避免标准电缆连接)。

 

定制设计服务,一般交货时间为6-7周。

 

MFC定制设计概述:

定制MFC尺寸上限

400mm*530mm

MFC类型

P1, F1, P2, P3

周期

6周 < 25 片,7 周 > 25

表面薄膜材料

聚酰亚胺(capton),聚酯

厚度

300µm

NRE费用

取决于所要求的供货时间及最小起订数量

 

MFC应用

 

航空航天:

复合飞机机翼和结构的除冰

直升机旋翼桨叶的振动控制

无人机的方向舵控制

复合体的结构健康监测

翅膀的变形

卫星动臂的振动控制

方向舵的振动控制

 

土木结构

 

结构健康监测:声学光谱,导波

结构健康监测电子设备的能量收集

离岸应用的能量收集

灵活的应变计

管道结构健康监测

 

新兴消费

 

体育用品和鞋子的能量收集

数码雕刻

能源自主安全装置

 

汽车

 

扰流板的形状控制

用于用户界面和控制组件的触觉

振动控制

结构健康监测旋转部件

碰撞传感器

 

工业

 

应变计

控制点焊机

基于导波的健康监测

高频阀门控制

能量自主遥测设备的能量收集

 

 

MFC的粘接

粘接目的

MFC和主结构之间的完美粘合对于实现MFC型致动器的结构的高性能致动是必不可少的。 为此,我们强烈建议使用常见的复合真空袋装技术。

粘接过程

1)用自粘箔覆盖MFC的顶部表面,以保护MFC的Kapton层在粘合过程中不被撕裂

2)轻微打磨主体材料表面以获得更好的粘合强度注意:切勿打磨MFC表面。

3)用酒精对MFC的底部表面和主体材料的顶部表面进行除油。

4)使用剃须刀片将推荐的环氧树脂胶薄膜涂在MFC的底面上。注意:如果主体材料具有多孔表面结构,那么也可能需要将粘合剂施加到主体结构的表面。

5)在MFC底部表面的中间部分涂上一层薄薄的额外的环氧树脂,以形成一个小的粘合剂储存。

6)翻转MFC并将其放置在结构顶部的正确位置。注意:注意此时不要将MFC按压在主表面上。

7)使用两端的2个TESA(德莎)布条将MFC固定到正确的位置。

8)按压MFC。然后,使用树脂刀并从中心开始MFC的边缘操作,尽可能多地从粘层中挤出气泡,中间存储的额外的环氧树脂胶可有助于完成此过程。

9)使用浸有酒精的布擦拭MFC边缘的多余粘合剂,

10)用薄的(1-2mm)橡胶(或不粘)垫子覆盖MFC,垫子的尺寸略大于MFC本身,用1层透气布覆盖垫子或整个结构以吸收多余的粘合剂

11)将结构放入真空袋中,密封并施加抽成真空。

12)按照制造商的说明固化环氧树脂。

13)取下真空袋,小心地剥去橡胶垫,TESA(德莎)胶条和自粘盖箔,小心避免损坏MFC的顶面。

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