PMnS-PZN-PZT壓電纖維的制備與性能研究.pdf

1、壓電材料利用其正逆壓電效應可主動調節(jié)其形變或輸出電信號而在智能結構中獲得廣泛應用。壓電纖維具有較高的壓電應變常數、軸向機電耦合系數及好的各向異性等特點可獨立與有機物復合用于醫(yī)療超聲、水聲換能或航空、航天領域的自適應表層。本文采用塑性聚合物方法制備PMnS-PZN-PZT壓電纖維，排列-澆鑄法制備1-3壓電復合材料，系統研究了塑性泥料及壓電纖維的的制備工藝，研究了環(huán)氧樹脂的固化條件，討論了樹脂對壓電纖維性能的影響以及纖維長徑比對復合材料結

2、構、性能與振動模式的影響。具體工作及結論如下：
　　 1、采用塑性聚合物方法制備了PMnS-PZN-PZT壓電纖維，研究了粉體粒度、有機物含量及燒結工藝條件對泥料流變學特點及纖維結構和性能的影響。結果表明：陶瓷粉體球磨20h，聚乙烯醇加入量為0.56 wt％，丙三醇加入量為3.33 wt％時，泥料具有最好的塑性，此時，泥料的Zeta電位絕對值最大。1240℃，保溫6h制備的壓電纖維為完全的鈣鈦礦結構，晶粒間結合緊密，晶粒大小均勻

3、?？估鞆姸葹?6.5 MPa，具有脆性斷裂的特點，而纖維素坯的力學性能則具有典型的塑性變形特點，說明塑性聚合物方法可制備高致密度高力學強度的壓電纖維。
　　 2、研究了夾持狀態(tài)對纖維鐵電性能的影響，結果表明，壓電纖維處于自由狀態(tài)時，剩余極化強度和矯頑場分別為85.4 μC/cm2和8.5 kV/cm，采用環(huán)氧樹脂澆鑄夾持之后，剩余極化強度和矯頑場分別為39.2 μC/cm2和15.0 kV/cm，說明夾持狀態(tài)對纖維的鐵電性能產

4、生很大的影響，由漏電流測試結果表明，夾持利于纖維表面漏電流的降低，同時也降低了纖維的自由形變。
　　 3、將PMnS-PZN-PZT壓電纖維采用排列-澆注法制備了1-3型壓電復合材料，研究了復合材料的固化工藝和極化條件，分析了長徑比(t/d)對復合材料壓電性能的影響。結果表明，復合材料的g33與kt/kp明顯高于其相應塊體陶瓷材料，說明了纖維用于1-3復合材料具有很好的各向異性。纖維長徑比(t/d)對復合材料的壓電與介電性能產生