水熱法制備PZT粉晶及其高柔韌復合材料.pdf

1、現(xiàn)今壓電材料已廣泛應用于各個領域，而壓電材料當中，鋯鈦酸鉛PZT壓電陶瓷由于具有價廉、高可靠性、高靈敏度等特點，已經(jīng)在聲學、光學、電學以及工程建筑領域中得到較為廣泛的應用。但塊狀的PZT壓電陶瓷因其脆性太高，韌性差，不適合應用于復雜表面結構，且在拉張力下極不牢固，抗疲勞性較差。PZT壓電復合材料具有高柔韌的特性，在復雜表面進行感應或驅動方面有著潛在的應用前景。
　　本文首先以硝酸鉛(Pb(NO3)2)、鈦酸正四丁酯(Ti(OC4H

2、9)4)、氧氯化鋯(ZrOCl2·8H2O)為原料，分別以KOH和NaOH作為礦化劑，采用水熱法制備了純鋯鈦酸鉛(PZT)超細粉體，研究了礦化劑類型對PZT超細粉體制備的影響。實驗結果表明，KOH作為礦化劑較NaOH更好，PZT晶粒結晶程度更高，粒度更為均勻。
　　在此基礎上，本文選用KOH作為礦化劑，玻璃纖維織物作為基體，采用水熱法制備PZT/玻璃纖維布(GFC)柔性復合材料，研究了KOH濃度、水熱反應溫度、水熱反應時間、pH值

3、以及玻璃纖維布數(shù)量等對PZT/GFC柔性復合材料制備的影響。通過X射線衍射分析(XRD)以及掃描電鏡形貌觀測(SEM)，并且結合能譜分析對材料進行了表征。實驗結果表明，礦化劑濃度對水熱法制備PZT/GFC柔性復合材料表面形貌具有明顯影響，KOH濃度為5mol/L、7mol/L時，PZT晶粒的結晶程度較高，但顆粒團聚明顯;濃度為10mol/L時，有較好的立方狀晶粒產(chǎn)生并且晶型發(fā)育的更完整;這與水熱制備純PZT粉晶相比，GFC較為顯著的影響

4、并且干擾了PZT晶粒的成核與結晶;水熱反應體系的pH值越高，越有利于PZT晶粒在玻璃纖維布表面的結晶與生長;水熱反應溫度以200℃為佳，在此溫度下能得到結晶程度相對較高的PZT晶粒;水熱反應時間適當?shù)难娱L，并不有利于PZT晶體的結晶生長，結晶程度反而有所降低。隨著加入反應體系中玻璃纖維布數(shù)量的不斷增加，PZT晶粒結晶程度也不斷降低。
　　本文也選用了植物纖維絮狀布作為基體制備復合材料，研究了植物纖維織物、水熱反應溫度和反應時間對P