發(fā)布時(shí)間：2022-01-07 21:47

　　以不同粒徑鋯鈦酸鉛（PZT）顆粒和聚偏氟乙烯（PVDF）為原料,制備了0-3型PZT/PVDF壓電復(fù)合材料,當(dāng)PZT顆粒平均粒徑為1.22μm時(shí),復(fù)合材料的壓電應(yīng)變常數(shù)(d₃₃)最高。采用流延法制備了石墨烯（GR）添加量不同（0%～0.9%）的0-3型PZT/PVDF/GR三相壓電復(fù)合材料并進(jìn)行熱壓處理;對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、介電性能及壓電性能進(jìn)行測定與分析。結(jié)果表明:壓電復(fù)合材料的相對介電常數(shù)和介電損耗隨著GR添加量的增加而增加;GR添加量為0.6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí),d₃₃達(dá)到最大值29.2pC/N,比PZT/PVDF復(fù)合材料提高了24.36%。經(jīng)過熱壓處理后,壓電復(fù)合材料的d₃₃提高到31pC/N,添加適量GR以及熱壓處理可以提高PZT/PVDF/GR壓電復(fù)合材料的壓電性能。 

【文章來源】：化工新型材料. 2020,48(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

使用不同目數(shù)的篩網(wǎng)分級處理后得到的PZT顆粒SEM圖

用不同粒徑PZT顆粒制備的PZT/PVDF壓電復(fù)合材料的電性能見表1。由表看出：使用平均粒徑1.22μm的PZT顆粒制備的壓電復(fù)合材料，其d33最高，達(dá)到23.48pC/N。Babu等[13]的研究表明，d33的增大歸因于PZT晶粒尺寸的增大。然而該課題組在制備0-3型壓電復(fù)合材料過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)PZT晶粒尺寸大于1.22μm時(shí)，壓電復(fù)合材料的d33會降低。2.2 GR添加量對壓電復(fù)合材料電性能的影響

在頻率1kHz、溫度20℃條件下，GR添加量不同的PZT/PVDF/GR壓電復(fù)合材料的相對介電常數(shù)及介電損耗曲線見圖3。由圖可知，GR添加量由0%(wt，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）增加到0.9%時(shí)，用不同粒徑PZT顆粒制備的壓電復(fù)合材料的介電常數(shù)呈上升趨勢。原因是少量的GR能均勻地分散在PVDF基體中，GR被PVDF隔離，形成了一定數(shù)量的微電容[11]，使得壓電復(fù)合材料的介電常數(shù)有所增加。但是，這一趨勢并不會一直延續(xù)下去，隨著導(dǎo)電相GR添加量的增加，壓電復(fù)合材料中會形成導(dǎo)電通路，成為導(dǎo)體。因此GR的添加量存在一個(gè)閾值，在閾值附近，壓電復(fù)合材料中將要形成導(dǎo)電通路卻未形成導(dǎo)電通路時(shí)，微電容的數(shù)量達(dá)到極值；繼續(xù)增加GR添加量，將在壓電復(fù)合材料中形成導(dǎo)電路徑，這將導(dǎo)致壓電復(fù)合材料變成導(dǎo)體并使介電損耗急劇增加。由圖可以看出，GR添加量超過0.6%時(shí)，壓電復(fù)合材料的介電損耗明顯增加。2.2.2 對d33的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯/鈦酸鍶鋇/聚偏氟乙烯復(fù)合薄膜介電性能研究[J]. 洪瑋,彭波,劉軍,姜楠,駱英.  人工晶體學(xué)報(bào). 2017(02)



本文編號：3575328