O-3型PZT/聚合物压电复合材料的制备及性能研究
发布时间：2024-04-28 03:12
0-3型压电复合材料是指压电陶瓷以颗粒的形状分布在三维自身连通的聚合物基体中制备而成的复合材料。它克服了压电陶瓷脆性和聚合物温度局限性的缺点,具有较好的可设计性；其密度和声阻抗小,容易实现陶瓷与传递介质之间的匹配,在传感领域得到了广泛的应用。但陶瓷以颗粒的形态分布在基体中,与基体的接触面积大,两相之间的结合状态差。另外,聚合物基体的介电常数比陶瓷小很多,不利于压电复合材料的极化。改善陶瓷与基体性能的匹配对提高复合材料的性能具有重要意义。利用不同的温度对压电陶瓷锆钛酸铅PZT进行了热处理,并利用热处理后的PZT制备了压电复合材料。高温处理提高了压电陶瓷的压电活性,同时也改善了陶瓷与基体的界面结合状态,提高了压电复合材料的综合性能。制备了压电陶瓷质量分数不同的压电复合材料,压电复合材料的压电应变常数、介电常数、机电耦合系数随着陶瓷含量增大而增大,机械品质因素随着陶瓷含量的增大而减小。当PZT质量分数为90%时,压电复合材料的压电应变常数为20pC/N,而且压电复合材料仍具有良好的柔韧性。选取环氧树脂对聚氨酯基体改性,以适量的环氧树脂与聚氨酯交联反应生成的互穿网络结构为基体,可以提高压电复合...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 压电复合材料
1.3 0-3型压电复合材料
1.3.1 0-3型压电复合材料的结构
1.3.2 0-3型压电复合材料的制备方法
1.3.3 0-3型压电复合材料的极化工艺
1.4 0-3型压电复合材料的研究近况及存在的问题
1.4.1 0-3型压电复合材料的研究近况
1.4.2 0-3压电复合材料存在的问题
1.5 论文主要研究内容
2 0-3型压电复合材料的制备与表征
2.1 实验所需原料和设备
2.1.1 实验所需原材料
2.1.2 实验仪器及设备
2.1.3 检测仪器
2.2 实验过程
2.2.1 实验所需材料的合成
2.2.2 0-3型压电复合材料的制备
2.2.3 压电复合材料的极化
2.3 0-3型压电复合材料结构及性能表征
2.3.1 结构表征
2.3.2 性能测试及方法
2.4 本章小结
3 PZT热处理对0-3型压电复合材料性能的影响
3.1 PZT热处理及性能分析
3.2 PZT热处理对0-3型压电复合材料的影响
3.2.1 PZT热处理对复合材料微观结构的影响
3.2.2 PZT热处理对复合材料压电应变常数的影响
3.2.3 PZT热处理对复合材料介电性能的影响
3.2.4 PZT热处理对复合材料压电电压常数的影响
3.2.5 PZT热处理对复合材料机电耦合系数的影响
3.2.6 PZT热处理对复合材料机械品质因素的影响
3.3 PZT含量对0-3型压电复合材料的影响
3.3.1 PZT含量对复合材料介电性能的影响
3.3.2 PZT含量对复合材料压电性能的影响
3.3.3 PZT含量对复合材料结构形貌的影响
3.4 本章小结
4 基体改性对0-3型压电复合材料性能的影响
4.1 IPN基体对复合材料性能的影响
4.1.1 IPN基体的性能分析
4.1.2 IPN基体对压电复合材料压电性能的影响
4.2 炭黑对IPN基体材料影响的影响
4.2.1 炭黑对基体电导率的影响
4.2.2 炭黑对基体介电常数的影响
4.3 炭黑对压电复合材料性能的影响
4.3.1 炭黑对复合材料微观结构的影响
4.3.2 炭黑对复合材料压电应变常数的影响
4.3.3 炭黑对复合材料介电性能的影响
4.3.4 炭黑对复合材料机电耦合系数的影响
4.4 本章小结
5 0-3型压电复合材料的大面积极化方法及力电性能
5.1 压电复合材料极化性能分析
5.1.1 油浴极化工艺的影响要素
5.1.2 电晕放电大面积极化
5.2 0-3型压电复合材料的力电性能
5.2.1 压电复合材料的封装
5.2.2 压电复合材料在载荷作用下的响应
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3966089
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 压电复合材料
1.3 0-3型压电复合材料
1.3.1 0-3型压电复合材料的结构
1.3.2 0-3型压电复合材料的制备方法
1.3.3 0-3型压电复合材料的极化工艺
1.4 0-3型压电复合材料的研究近况及存在的问题
1.4.1 0-3型压电复合材料的研究近况
1.4.2 0-3压电复合材料存在的问题
1.5 论文主要研究内容
2 0-3型压电复合材料的制备与表征
2.1 实验所需原料和设备
2.1.1 实验所需原材料
2.1.2 实验仪器及设备
2.1.3 检测仪器
2.2 实验过程
2.2.1 实验所需材料的合成
2.2.2 0-3型压电复合材料的制备
2.2.3 压电复合材料的极化
2.3 0-3型压电复合材料结构及性能表征
2.3.1 结构表征
2.3.2 性能测试及方法
2.4 本章小结
3 PZT热处理对0-3型压电复合材料性能的影响
3.1 PZT热处理及性能分析
3.2 PZT热处理对0-3型压电复合材料的影响
3.2.1 PZT热处理对复合材料微观结构的影响
3.2.2 PZT热处理对复合材料压电应变常数的影响
3.2.3 PZT热处理对复合材料介电性能的影响
3.2.4 PZT热处理对复合材料压电电压常数的影响
3.2.5 PZT热处理对复合材料机电耦合系数的影响
3.2.6 PZT热处理对复合材料机械品质因素的影响
3.3 PZT含量对0-3型压电复合材料的影响
3.3.1 PZT含量对复合材料介电性能的影响
3.3.2 PZT含量对复合材料压电性能的影响
3.3.3 PZT含量对复合材料结构形貌的影响
3.4 本章小结
4 基体改性对0-3型压电复合材料性能的影响
4.1 IPN基体对复合材料性能的影响
4.1.1 IPN基体的性能分析
4.1.2 IPN基体对压电复合材料压电性能的影响
4.2 炭黑对IPN基体材料影响的影响
4.2.1 炭黑对基体电导率的影响
4.2.2 炭黑对基体介电常数的影响
4.3 炭黑对压电复合材料性能的影响
4.3.1 炭黑对复合材料微观结构的影响
4.3.2 炭黑对复合材料压电应变常数的影响
4.3.3 炭黑对复合材料介电性能的影响
4.3.4 炭黑对复合材料机电耦合系数的影响
4.4 本章小结
5 0-3型压电复合材料的大面积极化方法及力电性能
5.1 压电复合材料极化性能分析
5.1.1 油浴极化工艺的影响要素
5.1.2 电晕放电大面积极化
5.2 0-3型压电复合材料的力电性能
5.2.1 压电复合材料的封装
5.2.2 压电复合材料在载荷作用下的响应
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3966089
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