O-3型PZT聚合物压电复合材料的制备及性能研究.pdf

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1、犬達裡大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士室位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ／＾＼Ｉ酬■丨■＿＿醐圆關＂ｉｉｉｉ５§１０－３型ＰＺＴ／聚合物压电复合材料的制备及性能研究、／机械电子工程丨丨学科去作者姓名旦—竺徐中ｓｉ教授ｊＩｊｊ指导教ｐ—２０１５年６月答辩日期硕士学位论文０－３型ＰＺＴ／聚合物压电复合材料的制备及性能研究Ｓｔｕｄｏｎｒｅａｒａ－ｙＰｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆ０３

2、ＴｅＰＺＴ／ＰｏｌｍｅｒｐｐｙｐｙＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ作者姓名：田松学科、专业：机械电子工程学号：２１２０４０８０指导教师：徐中完成日期：２０１５年５月大遠理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请

3、学位或其他用途使用过的成果一同工作的同志。与我对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。－学位论文题目：Ｄ城Ｌ审Ｍ异｛貌舍；］作者签名：＼另曰期：年月曰和？大连虹大学硕士学位论文摘要０－３型压电复合材料是指压电陶瓷以颗粒的形状分布在三维自身连通的聚合物基体中制备而成的复合材料。它克服了压电陶瓷脆性和聚合物温度局限性的缺点，具有较好的可设计性；其密度和声阻抗小，容易实现陶瓷与传递介质之间的匹配，在传感领域得到了广泛的应用。但陶瓷以颗粒的形态分

4、布在基体中，与基体的接触面积大，两相之间的结合状态差。另外，聚合物基体的介电常数比陶瓷小很多，不利于压电复合材料的极化。改善陶瓷与基体性能的匹配对提高复合材料的性能具有重要意义。利用不同的温度对压电陶瓷错钛酸铅ＰＺＴ进行了热处理，并利用热处理后的ＰＺＴ制备了压电复合材料。高温处理提高了压电陶瓷的压电活性，同时也改善了陶瓷与基体。的界面结合状态，提高了压电复合材料的综合性能制备了压电陶瓷质量分数不同的压电复合材料，压电复合材料的压电应变常数、介电常数、机电稱合系数随着陶瓷含量增大而增大，机械品质因素随着陶瓷含量的增大

5、而减小。当ＰＺＴ质量分数为９０％时，压电复合材料的压电应变常数为２０ｐＣ／Ｎ，而且压电复合材料仍具有良好的柔韧性。选取环氧树脂对聚氨酷基体改性，以适量的环氧树脂与聚氨酯交联反应生成的互穿网络结拘为基体，可以提高压电复合材料的压电常数。当环氧树脂质量分数为１５％时，压电复合材料的压电应变常数比改性前提高了４％。利用不同粒径的炭黑对压电复合材料掺杂改性，适量的炭黑掺杂能显著的提高压电复合材料的压电和介电性能。不同粒径的炭黑对压电复合材料的影响效果不同。以粒径为１５ｍｎ的炭黑为导电相，当炭黑含量为４％时，复合材料的

6、ｄ３３达到最大值；而以粒径为３０ｎｍ的炭黑为导电相的最佳质量分数为５％。对电晕极化装置进行了改进，，增加了极化针尖数量尝试了压电复合材料的大面积极化的方法一，为压电复合材料的大面积极化提供了种途径。利用压电复合材料制备的传感元件对动态载荷具有良好的输出响应。－关键词：０３型电复合面积极化；压材料；热处理；炭黑；大－－Ｉ－ＰＺＴＱ３型／聚合物压电复合材料的制备及性能研究ＳｔｕｄｏｎＰｒｅａｒａｔ－ｍｅｒｙｉｏｎａｎｄＰｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆ０３ＴｅＰＺＴ／ＰｏｌｐｐｙｐｙＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔ

7、ｒｉｃＣｏｍｏｓｉｔｅｓｐＡｂｓｔｒａｃｔ０－３ｔｅｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｍｏｓｉｔｅｓａｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｉｔｈｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃｉｎｓｈａｅｏｆｙｐｐｐｐｐｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｒｉｘ．Ｉｔｏｖｅｒｃｏｍｅｓｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｏｆｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔ

8、ｕｒｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｐｐｏｌｙｍｅｒ，ａｎｄｈａｓａｓｔｒｏｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｂｅｉｎｇｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｔｉｓ