柔性复合压电薄膜的制备及其电导率研究.pdf

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1、第27卷第7期传感技术学报Vol_27N0．7CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2014年7月July2014PreparationandConductivityResearchofFlexibleCompositePiezoelectricFilmHA1Zhenyin，GAOLibo，LIJunyang，ZHANGQiang，LIUJun，XUEChenyang(KeyLaboratoryofInstrumentationScienceandDynamicMeasurementofMinistryofEducation，NorthUnivers

2、ityofChina，Taiynan030051，China)Abstract：Aflexiblepiezoelectriccompositefilmwithlowinternalresistancewassynthesizedviamixingthemultiwalledcarbonnanotubes(CNT)withsuperiorconductivityandpiezoelectricmaterialsBaTiO3intothePolydime—thylsiloxane(PDMS)．Theopen—circuitvoltageofthepreparedflexiblecomp

3、ositepiezoelectricfilmwasfurtherresearchedundervariouspolarizationconditions．TheinfluenceoftheratiooftheBTO／CNTinvolumeontheconductivityofthesamplepreparedwasalsoinvestigated．Theseresultsobtainedmanifestedthatunderthepolarizationconditionof3．6kV／mm，90℃and60min，whentheNequaledto2：3(Thevolumerat

4、ioofBTOtoCNT)andVwasequivalentto8％(thevolumepercentageofBTOandCNTmixtures／PDMSmatrix)，thecompositepiezoelectricfilmwithoptimumconductivitywasachieved．Keywords：compositepiezoelectricfilm；carbonnanotube；BaTiO3；conductivityEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2014．07．002柔性复合压电薄膜的制备及其电导率研究术海振银，高

5、立波，李俊漾，张强，刘俊，薛晨阳(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051)摘要：将具有优异导电性能的碳纳米管(CNT)与压电材料钛酸钡(BTO)复合于高分子有机材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)中，制备出了具有低内阻的柔性复合压电薄膜，研究了制备的薄膜在不同极化条件下的开路电压以及不同体积配比的BTO／CNT压电薄膜的电导率。实验结果表明，在电场为3．6kV／mm、温度是90℃、时问为60min的极化条件下，当BTO与CNT的体积比Ⅳ为2：3以及BTO与CNT混合颗粒占PDMS基体的总体积比为8％时，能得到具有最佳电导率的复合压电薄膜。关键词：复合压电薄膜；碳纳米

6、管；钛酸钡；电导率中图分类号：TP292文献标识码：A文章编号：1004-1699(2014)07-0861-05碳纳米管CNT(CarbonNanotube)是在上世纪90合在一起后，不仅可以起到支撑的作用，使BaTiO年代初期由日本科学家观察利用电弧法制备碳纤维纳米颗粒更加均匀地稳定混合于聚二甲基硅氧烷的实验中首次发现的⋯，具有巨大的长径比以及非常PDMS(Polydimethylsiloxane)薄膜中，同时还可以进高的电导率。同时它还具有很多其他的优点与特性，一步增强柔性PDMS基体的韧性；而且其电学性质例如它被认为是世界上最结实的人造材料，同时还具远远好于碳纤维或炭黑等其

7、他碳系物质，在复合材有高韧性、质量密度低的特点。它还拥有非常高的强料中能明显降低复合体系的阻抗，增加电导率。聚度以及拉伸模量。但是，由于它的尺寸整体比较小，合物基体中的碳纳米管可以在不损害聚合物的特定所以这种纳米材料的优良性质只有在均匀分散于高性能(如较低的熔融粘度等)以及在较低的逾渗阈分子基体材料中时才能体现出来。值(低于0．1wt．％)下，将复合材料的电导率提高本文利用碳纳米管具有的高电导率、巨大长径几个数量级。由于PDMS是绝缘体，碳纳米管的特比的特性，以使其达