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时间:2019-02-01
《knbt陶瓷纤维%2f环氧树脂1-3复合材料的制备及性能研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、武汉瑗T人学颈七学位沦文摘要1.3型压电纤维/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,其有较高的压电藏变常数和厚度机电耦合系数、低的机械晶质因数鄹声隘抗,适合制作高灵敏度、宽带、窄脉冲的换能器,是医疗超声、无损探测和水声换能器的理想材料。针对环境协调性帮l一3型压电复合材料在医疗超声换能器上鲍应震和要求,采用塑性聚合物方法制备了KNBT艇电纤维,通过排列.浇注法铡备了l-3型压电复合材料,系统研究了复合材料中压电相的排布方式和性能之间的相关性,探讨了纤维含量及长径比对复合材料性能的影响,获得压电复合材料性能变化规律。
2、具体工作及结沧如下:1、采用塑性聚合物方法制备了KNBT压电纤维,分析了泥料的固含量和烧成条件对纤维结构与性能的影响。结果表明,当陶瓷固含量为83.3wt%时,可获得日l’颦性较好、有一定强度的压电纤维素坯。经过l100。C处矮2h,KNBT纤维的结构致密、晶粒大小均匀,吸水率w。、显气孔率兄和体积密度P。分别为0.45%、0.46%和5.949.cm-3,抗拉伸强度可达20.52MPa。2、采用排列.浇注法制备了1.3型』玉电复合材料,对复合材料的固化工艺零l极化条件进行了研究。结果表明,环氧树精基体:固化荆:塑性嗣:促进刘(质
3、量百分比)=100:85:5:0.3,固化温度为160。C时,固化效果较好。极化电场强度为3kV.mm一,极化时间为30min,极化温度为80"C时,复合材料有较好的介电和压电性能。3、纤维体积含量对l一3型压电复合材料的性镌有较大影响,随着纤维体积含量①的增加,1—3型压电复合材料的介电常数£r线性增加,剩余极化强度B和居}乜常数d、、显著增大,当①=85%时,剩余极化强度P,=29.40灶C.cm~;压电常数石=74pC。N~。4、纤维长释比例对l一3型骶电复合材料的各项性能均产生入的影响。随t/d的增:fJu,介电常数8r和
4、介电损耗tan6均减小。压电应变常数d,,和压电电压系数g,,均随着t凡的增加丽增大,且933比KNBT陶瓷大。关键词:塑性聚合物方法,压电复合材料,压电性能,铁电性能,介电性能ABSTRACT1-3piezoelectriccompositescombmethehighpiezoelectricpropertiesofpiezoelectricceramicandtheflexibilityofpolymer.Thus1-3piezoelectriccompositeshavemoremerits,suchashigherpie
5、zoelectricconstant,largerelectro—mechanicalcouplingcoefficient,lowermechanicalqualityfactorandsmallefacousticimpedance.Theyaresuitablefortransducerswithhighsensitivity,broadandnarrowpulse,whichhavebeenwidelyusedinmedicalultrasonic,non—destructivetestingandacoustictran
6、sducers.Fortheenvironmentalharmonyandapplicationsof1-3piezoelectriccompositestomedicalultrasonictransducer.KNBTpiezoelectricfiberswerefabricatedbvVISCOtlSpolymerprocessing(VPp)and1-3typepiezoelectriccompositeswerepreparedbyarrangement-pouringmethod.Theinterrelationofc
7、ompositesamongarrangementsandpropertieswerestudiedsystematically,Andtheeffectsofdifferentcompositionandvolumefractionofpiezoelectricfibersonthecompositespropertieswerediscussed.Theconcreteworkandconclusionsasfollows.1、KNBTceramicfiberswerefabricatedbyviscouspolymerpro
8、cessing(VPP),TheaffectsoforganicCOlatentandsinteringconditiononfiberstructuresandpropertieswereanalyzed.Theresultsshowthatso
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