0-3型壓電復(fù)合材料是指壓電陶瓷以顆粒的形狀分布在三維自身連通的聚合物基體中制備而成的復(fù)合材料。它克服了壓電陶瓷脆性和聚合物溫度局限性的缺點,具有較好的可設(shè)計性；其密度和聲阻抗小,容易實現(xiàn)陶瓷與傳遞介質(zhì)之間的匹配,在傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但陶瓷以顆粒的形態(tài)分布在基體中,與基體的接觸面積大,兩相之間的結(jié)合狀態(tài)差。另外,聚合物基體的介電常數(shù)比陶瓷小很多,不利于壓電復(fù)合材料的極化。改善陶瓷與基體性能的匹配對提高復(fù)合材料的性能具有重要意義。利用不同的溫度對壓電陶瓷鋯鈦酸鉛PZT進(jìn)行了熱處理,并利用熱處理后的PZT制備了壓電復(fù)合材料。高溫處理提高了壓電陶瓷的壓電活性,同時也改善了陶瓷與基體的界面結(jié)合狀態(tài),提高了壓電復(fù)合材料的綜合性能。制備了壓電陶瓷質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的壓電復(fù)合材料,壓電復(fù)合材料的壓電應(yīng)變常數(shù)、介電常數(shù)、機(jī)電耦合系數(shù)隨著陶瓷含量增大而增大,機(jī)械品質(zhì)因素隨著陶瓷含量的增大而減小。當(dāng)PZT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%時,壓電復(fù)合材料的壓電應(yīng)變常數(shù)為20pC/N,而且壓電復(fù)合材料仍具有良好的柔韌性。選取環(huán)氧樹脂對聚氨酯基體改性,以適量的環(huán)氧樹脂與聚氨酯交聯(lián)反應(yīng)生成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基體,可以提高壓電復(fù)合...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 壓電復(fù)合材料
    1.3 0-3型壓電復(fù)合材料
        1.3.1 0-3型壓電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 0-3型壓電復(fù)合材料的制備方法
        1.3.3 0-3型壓電復(fù)合材料的極化工藝
    1.4 0-3型壓電復(fù)合材料的研究近況及存在的問題
        1.4.1 0-3型壓電復(fù)合材料的研究近況
        1.4.2 0-3壓電復(fù)合材料存在的問題
    1.5 論文主要研究內(nèi)容
2 0-3型壓電復(fù)合材料的制備與表征
    2.1 實驗所需原料和設(shè)備
        2.1.1 實驗所需原材料
        2.1.2 實驗儀器及設(shè)備
        2.1.3 檢測儀器
    2.2 實驗過程
        2.2.1 實驗所需材料的合成
        2.2.2 0-3型壓電復(fù)合材料的制備
        2.2.3 壓電復(fù)合材料的極化
    2.3 0-3型壓電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及性能表征
        2.3.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 性能測試及方法
    2.4 本章小結(jié)
3 PZT熱處理對0-3型壓電復(fù)合材料性能的影響
    3.1 PZT熱處理及性能分析
    3.2 PZT熱處理對0-3型壓電復(fù)合材料的影響
        3.2.1 PZT熱處理對復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 PZT熱處理對復(fù)合材料壓電應(yīng)變常數(shù)的影響
        3.2.3 PZT熱處理對復(fù)合材料介電性能的影響
        3.2.4 PZT熱處理對復(fù)合材料壓電電壓常數(shù)的影響
        3.2.5 PZT熱處理對復(fù)合材料機(jī)電耦合系數(shù)的影響
        3.2.6 PZT熱處理對復(fù)合材料機(jī)械品質(zhì)因素的影響
    3.3 PZT含量對0-3型壓電復(fù)合材料的影響
        3.3.1 PZT含量對復(fù)合材料介電性能的影響
        3.3.2 PZT含量對復(fù)合材料壓電性能的影響
        3.3.3 PZT含量對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形貌的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 基體改性對0-3型壓電復(fù)合材料性能的影響
    4.1 IPN基體對復(fù)合材料性能的影響
        4.1.1 IPN基體的性能分析
        4.1.2 IPN基體對壓電復(fù)合材料壓電性能的影響
    4.2 炭黑對IPN基體材料影響的影響
        4.2.1 炭黑對基體電導(dǎo)率的影響
        4.2.2 炭黑對基體介電常數(shù)的影響
    4.3 炭黑對壓電復(fù)合材料性能的影響
        4.3.1 炭黑對復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 炭黑對復(fù)合材料壓電應(yīng)變常數(shù)的影響
        4.3.3 炭黑對復(fù)合材料介電性能的影響
        4.3.4 炭黑對復(fù)合材料機(jī)電耦合系數(shù)的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 0-3型壓電復(fù)合材料的大面積極化方法及力電性能
    5.1 壓電復(fù)合材料極化性能分析
        5.1.1 油浴極化工藝的影響要素
        5.1.2 電暈放電大面積極化
    5.2 0-3型壓電復(fù)合材料的力電性能
        5.2.1 壓電復(fù)合材料的封裝
        5.2.2 壓電復(fù)合材料在載荷作用下的響應(yīng)
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3966089