0—3型PZT-PVDF壓電復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、0—3型PZT/聚合物壓電復合材料作為一種新型功能材料被廣泛應用于多個領(lǐng)域，這得益于它不但摒棄了無機組分PZT（鋯鈦酸鉛）和聚合物自身的一些劣勢特性，而且使得復合后的材料具有更為優(yōu)良的多方面性能。在0—3型PZT/聚合物壓電復合材料中，如何改善PZT在聚合物基體中的分散性和控制聚合物在復合材料中的晶態(tài)相存在形式已成為現(xiàn)階段研究工作的關(guān)鍵所在。 本文就這一系列問題進行了初步的探討和相應的研究。首先，利用固相法制備出了摻雜有Nb2O

2、5的PZT95/5陶瓷，通過理論研究和檢測分析，較為合理的擬定出了PZT95/5陶瓷的合成與燒結(jié)制度；其次，采用冷壓法、固化法、熱壓法和溶液混合法等不同工藝制備0—3型PZT95/5/PVDF復合材料，比較PZT95/5分散性和復合材料復合性能的好壞，研究不同制備工藝、不同PZT95/5含量、熱壓溫度等對復合材料性能的影響；第三，利用硅烷偶聯(lián)劑（KH570）、油酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑（鈦酸丁酯）等較為常見的表面改性劑對PZT95/5陶瓷粉體進

3、行表面改性，分析出不同改性劑對復合材料體系性能的影響；第四，利用導電高分子聚苯胺與PZT95/5/PVDF體系復合，分析出其對復合材料性能的影響。第五，對0—3型PZT/PVDF的電性能作以相關(guān)檢測及分析。 論文研究結(jié)果表明：隨著PZT95/5陶瓷粉體含量的增加，復合材料的分散性和復合性逐漸下降；溶液混合法制備的復合材料中PZT95/5微粉的分散性要優(yōu)于冷壓法、固化法、熱壓法三種制備方法，而在熱壓法制備出的樣品中，復合材料中的無

4、機和有機組分復合性能最為優(yōu)良；不同的制備工藝使得聚合物PVDF有一定的晶相轉(zhuǎn)變，但只有熱壓工藝制備出的復合材料中有較為明顯的β相PVDF存在，其復合材料的電性能最佳；表面改性劑對PZT95/5的分散性能和其與復合材料的復合性能有積極影響，對比發(fā)現(xiàn)油酸和KH570適合0—3型PZT95/5/PVDF復合材料體系，但電性能會大幅下降；PAn摻雜有助于復合材料的極化，電性能優(yōu)于表面改性劑處理過的樣品；實驗研究和探討了電介質(zhì)擊穿理論和機理，分析