Sensores piezoeléctricos de fluoruro de polivinilideno modificado con nanopartículas de sílice para aplicaciones en MEMS



Título del documento: Sensores piezoeléctricos de fluoruro de polivinilideno modificado con nanopartículas de sílice para aplicaciones en MEMS
Revista: Superficies y vacío
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000377819
ISSN: 1665-3521
Autores: 1
1
1
2
3
Instituciones: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Querétaro. México
2Universidad Autónoma de Querétaro, Facultad de Química, Querétaro. México
3Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Geociencias, Querétaro. México
Año:
Periodo: Sep
Volumen: 23
Número: 3
Paginación: 20-25
País: México
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español Nanopartículas de óxido de silicio (SiO2) de 200nm fueron usadas para modificar las propiedades piezoeléctricas del fluoruro de polivinilideno (PVDF). Películas de PVDF con espesores de micrómetros fueron preparadas disolviendo PVDF en polvo en una solución de N,N-Dimetilformamida (DMF), precalentada a 60°C y 110°C, para potenciar la fase β en el polímero. Los sensores piezoeléctricos fueron fabricados con películas de PVDF colocadas entre dos placas de cobre (Cu), las cuales funcionan como contactos eléctricos para colectar el potencial piezoeléctrico. Estos dispositivos fueron sometidos a cargas mecánicas en un intervalo de 50DN a 400DN. La influencia de las nanopartículas de SiO2 sobre las propiedades piezoeléctricas del PVDF fue estudiada mediante rayos-X e infrarrojo. Se observaron cambios significativos en el potencial piezoeléctrico cambiando el porcentaje en masa de SiO2 en las películas de PVDF. Los resultados muestran que dicho potencial se incrementa al agregar solo un 5wt% de nanopartículas de SiO2. En concentraciones mayores de 5wt% el potencial se reduce ligeramente debido a la distribución no homogénea de las nanopartículas de SiO2 en la película de PVDF. La metodología empleada en este trabajo, para la fabricación de películas piezoeléctricas, es factible utilizarla para desarrollar sensores MEMS (micro-electro-mechanical system)
Resumen en inglés The piezoelectric properties of Poly(vinylidene) Fluoride (PVDF) were modified through silica nanopartilces (200nm). Micrometer thick films were prepared by dissolving PVDF powder in a N,N-Dimethylformamide solution, preheated at 60 °C and 110 °C, to produce the β phase of the polymer. Piezoelectric sensors were produced with the PVDF films placed between copper plates, as electrodes. These devices were subjected to 50DN through 400DN stresses, observing signifact changes in the piezoelectric response as a function of the silica content. The maximum potential was found at 5wt% of silica content. At concentrations above 5wt.% the potential is slightly reduced, due to the inhomogeneous distribution of the nanoparticles. The method described could be employed to develop MEMS
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería de materiales,
Ingeniería electrónica,
Sensores piezoeléctricos,
Fluoruro de polivinilideno,
Oxido de silicio,
Sistemas microelectromecánicos
Keyword: Engineering,
Electronic engineering,
Materials engineering,
Piezoelectric sensors,
Polyvinylidenefluoride,
Silicon oxide,
Microelectromechanical systems
Texto completo: Texto completo (Ver HTML)