橡胶基压电阻尼减振复合材料的制备

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1、北京化工大学硕士研究生学位沦文橡胶基压电阻尼减振复合材料的制备摘要本论文以丁腈橡胶(NBR)为基体，铌镁锆钛酸铅粉体(PMN)为分散相，碳纤维(cF)为导电填料，制备了新型压电复合材料。研究了陶瓷用量、不同的制备工艺对于复合材料压电性能、介电性能及电击穿性能的影响；确定并优化了复合材料的极化工艺条件；并进行了复合材料在水声橡胶方面的可利用性的探索性试验。研究结果表明，材料的压电性能随压电陶瓷体积含量的增加而增高，复合材料在PMN体积含量达到40％时开始显现出一定的压电性能，当体积含量达到85％时，复合材料的d3

2、3值可达到35pC／N。说明橡胶基体在经过配方和工艺的设计后，使材料具备一定的模量和交联度后，能够使复合材料的压电性能达到较高。这对于压电橡胶的进一步研究和发展是有重要意义的。复合材料在高压直流电场下的绝缘性能较为稳定，基本上都能达到10—20kv／mm的瞬间电击穿强度，在复合材料中加入CF体积含量达到10％时，击穿强度仍能保持原来的1／3～1／2，这保证了复合材料的极化工艺能够顺利完成；通过对复合材料的极化工艺的研究，发现增加极化电压，适当地延长极化时间和控制适当的极化温度有利于提高d，，值，并依此确定了复合

3、材料的最优极化条件；复合材料的介电常数f￡)随陶瓷颗粒的体积分数增加而增加，随CF的体积分数增加而北京化工大学硕士研究生学位论文增加，在在材料中加入CF后，材料介电性能提高的同时，介电损耗(t96)也会提高，这一点对于当CF在材料中的体积分数达到10％时尤为明显。关键词：压电复合材料，d33值，丁腈橡胶，铌镁锆钛酸铅(PMN)，介电性能北京化工大学硕士研究生学位论文PreparationofrubbermatrixPiezoeIectricdampingcompositeAbst．ractAnewcomposi

4、te(NBWPMN／CF)withspecialpiezoelectricpropertywasprepared．Inacrytonitrilebutadienerubber小潜R)matrix，leadmagnesio-niobatepiezoelectricceramicpowders(PMN)wasdispersephaseandcarbonfiber(CF)waselectric—conductingfiller．Inthispaper,thepiezoelectricity,dielectricpro

5、pertiesandelectricbreakdownvoltageofthecompositechangingwithdifferentPMNvolumecontentinNBRmatrixandprocessingmethodwerestudied，andfindoptimalpolarizingconditionsofthecomposite，Atthesanletime，theinvestigativetestofhydroacousticperformancewastriedTheresultshow

6、edthatthedielectricconStam(8)andpiezoelectricconstantfd33)ofthecompositeincreasedw{辍increasingofthevolumecontentofPMN。ThecompositeshowedthefeeblepiezoelectricconstantasthevolumecontentofPMNreached40％，andthevalueofd33is35pC／Nasitreachedto85％，whichprovedthebas

7、eisadapative。Theconclusionisimportanttoacceleratethedevelopmentofpiezoelectricrubber．ElectricbreakdownvoltageofthecompositeisstableinhighdirectcurrentelectricfieldandthevalueiSbetween10to20kv／mm．Thelll北京化工大学硕：b研究生学位论文breakdownvoltageofthecompositecontaining1

8、0vol，一％CFobviouslydecreased，comparedwiththatofthepolymeruncontainedCEAppropriateprolongingofpolarizingtimeorincreasingofpolarizingvoltageorcontrollingofpolarizingtemperaturewashelpfultoimproveth