何政[1]2003年在《0—3型PZT/PVDF压电复合材料的制备、结构和性能研究》文中研究说明0—3型PZT/PVDF压电复合材料是一种综合了锆钛酸铅(PZT)和聚偏二氟乙烯(PVDF)的自身优点，弥补它们自身缺陷的一类压电材料，因而广泛地应用于现代社会生活中。由于这个压电复合材料体系存在一个主要问题—PVDF在0—3型PZT/PVDF压电复合材料中通常不是以具有较强压电性的β相晶态形式呈现，多是以其它的相态存在，不能有效地提高0—3型PZT/PVDF压电复合材料的压电常数d_(33)、降低介电损耗tgδ和增大机电耦合系数Kp等压电和介电性能，从而严重地制约它的发展和应用。因此，本文以0—3型PZT/PVDF压电复合材料作为研究对象，分别采用固化、热压和冷压工艺等成型方法，通过对制备样品的压电和介电性能测试结果进行对比，结果表明：热压工艺制备0—3型PZT/PVDF压电复合材料的压电和介电性能优于固化和冷压工艺制备的0—3型PZT/PVDF压电复合材料压电和介电性能。因此本实验选择了热压工艺制备0—3型PZT/PVDF压电复合材料，并分别对热压温度和压力对0—3型PZT/PVDF压电复合材料结构的影响进行了研究；结果表明：适当的热压温度和压力能使0—3型PZT/PVDF压电复合材料中的PVDF以β相晶态存在。 本文还研究PZT质量百分比和极化条件(极化温度、极化电场强度和是否保压冷却)对0—3型PZT/PVDF压电复合材料的压电和介电性能的影响进行了研究，结果表明：PZT质量百分比和极化条件都显着影响0—3型PZT/PVDF压电复合材料的压电和介电性能；并且根据它们所表现出来的压电和介电性能优劣，确定了适当的PZT质量百分比、极化电场强度和极化温室以及保压冷却极化样品。
徐玲芳[2]2006年在《1-3型PZT5/epoxy resin压电复合材料的制备、结构与性能研究》文中认为1-3型压电陶瓷／聚合物复合材料兼具压电陶瓷的压电活性和聚合物的柔韧性。与单相压电材料及压电聚合物相比，具有较高的压电应变常数和厚度机电耦合系数、低的机械品质因数和声阻抗，适合制作高灵敏度、宽带、窄脉冲的换能器，是医疗超声、无损探伤和水听器的理想材料。 本文在分析1-3型压电复合材料研究现状的基础上，针对其在医疗超声换能器上的应用，采用塑性聚合物方法、排列-浇铸法，系统地研究了成型工艺、极化参数、压电陶瓷体积含量及纵横比等因素对1-3型压电复合材料的压电、介电、铁电性能和声阻抗的影响，并基于复合理论，研究了材料的相关规律，得到了实验与理论相吻合的研究结果，为这类材料的应用和开发提供了重要的理论依据。具体工作及结论如下： (1) 采用塑性聚合物方法分别制备了截面为圆形和方形的PZT5陶瓷纤维，分析了泥料中有机物含量、烧成条件对纤维结构与性能的影响。结果表明，最优化泥料配方为PZT5：PVA粘合剂：丙叁醇=30：4：1(wt％)，最佳烧成温度为1280℃，保温时间为4h。PZT5陶瓷纤维结构致密，晶粒大小均匀，约2～5μm。 (2) 圆柱形PZT5纤维的吸水率W_a、显气孔率P_a和体积密度ρ_v分别为0.45％、0.44％和7.89g／cm~3。抗拉伸强度U．T．S．可达24.88MPa。剩余极化P_r与矫顽场E_c分别为41.40μC／cm~2和1.10kV／mm。方形PZT5纤维的体积密度ρ_v、抗拉伸强度U．T．S．、剩余极化P_r和矫顽场E_c分别为7.91g／cm~3、23.97MPa、41.68μC／cm~2和1.10kV／mm。 (3) 环氧树脂的固化工艺表明，采用顺丁烯二酸酐为固化剂时可获得结构致密、几乎无气孔的环氧树脂。1kHz下，环氧树脂的相对介电常数ε~*和介电损耗tanδ分别为3.81和3％，且在0～10MHz范围内变化不大。极化工艺对1-3型压电复合材料的性能有较大的影响，最佳极化工艺参数为极化时间30min，极化温度100℃，极化电压2.5kV／mm左右。采用排列-浇铸法可实现PZT5纤维的非周期性分布排列。 (4) 陶瓷体积含量φ对1-3型压电复合材料的性能有较大影响，性能的变化规律可以归纳为：随着陶瓷相含量φ的增加，1-3型压电复合材料的介电常数(?)几乎线性增加；剩余极化强度P_r显着增大，当φ为85％时，剩余极化强度P_r高达31.88μC／cm~2；压电应变常数(?)随着φ的增加而增大，其压电电压系数(?)比PZT5陶瓷大，随φ的增加而减小；径向机电耦合系数(?)比PZT5
李正康[3]2010年在《3-3型压电复合材料的制备及结构与性能研究》文中研究表明3-3连通型压电复合材料体积密度较低、静水压灵敏度高,与水之间的特性阻抗率匹配和耦合好,在超声检测领域中获得了较为广泛的应用。本文在对文献调研和分析3-3压电复合材料研究现状及进展的基础上,基于流延成型工艺,采用流延-定向堆垛法,以陶瓷相PZT和第二相石墨粉两种粉料制备出PZT与石墨两相叁维规则交互排列的块体,大气烧结下石墨全部氧化后得到具有叁维连通孔结构的PZT陶瓷。所得连通孔排列整齐、规律,孔大小和排列可控。以空气为第二相的3-3复合材料,经极化后得到具有压电性能的3-3型压电复合材料。实验过程分为3-3连通孔的制备和性能测试两部分。制备工艺着重考虑流延参数,烧结曲线的确定以及极化条件。选择了球磨时间48h,粉料与粘结剂体积配比为1：2,刮刀间隙500μm左右的实验参数。烧结过程分排胶和烧成两步,排胶过程由室温～200℃以前采用3℃／min的升温速率。200～600℃为主要失重区,采用1℃／min的低速升温。同时,为了保证粘结剂的完全排除,在200℃、400℃、600℃分别保温一小时。烧成阶段采用快烧,直接升温到1280℃保温90min,随炉冷。排胶过程在氧气充足条件下完成,烧成过程需要埋烧。极化过程采用120℃,3Kv／mm极化15min,得到较好的压电性能。讨论制备工艺过程中各步骤工艺参数,制备出L1：L2=2时孔隙率为21.4%-57.9%,L1：L2=1时孔隙率为16.4%-43.9%,L1：L2=0.5时孔隙率为28.8%-65.1%的3-3型压电复合材料；性能测试表明,随着孔隙率的升高,介电常数降低,纵向压电应变常数d33减小；静水压压电应变常数dh和静水品质因数先增加后减小,在孔隙率为20%～45%时达到最优值,而静水压电压常数gh逐渐增大。在保持孔隙率不变的情况下,随着L1：L2比值的升高,各项性能均有所升高。
参考文献：
[1]. 0—3型PZT/PVDF压电复合材料的制备、结构和性能研究[D]. 何政. 武汉理工大学. 2003
[2]. 1-3型PZT5/epoxy resin压电复合材料的制备、结构与性能研究[D]. 徐玲芳. 武汉理工大学. 2006
[3]. 3-3型压电复合材料的制备及结构与性能研究[D]. 李正康. 西安理工大学. 2010