聚合物基壓電阻尼復合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文以壓電陶瓷PMN和導電碳黑為功能相，丁基橡膠為聚合物基體，酚醛樹脂為硫化劑制得一種綜合性能優(yōu)良的0-3型壓電阻尼復合材料。研究了該復合材料的力學性能、導電性能、介電性能、壓電性能與阻尼性能。 丁基橡膠合適的硫化溫度為170℃，硫化時間取30min可以實現(xiàn)丁基橡膠充分硫化，并且制品力學性能最好。 復合材料拉伸強度和斷裂伸長率隨PMN用量的增加迅速下降，同時復合材料加工性能變差。隨著PMN用量增加，復合材料的介電常數(shù)呈非

2、線性迅速增大，復合材料越容易極化。當復合材料中PMN的體積分數(shù)達到50％以上時，才能測到明顯的d<,33>值。為了使復合材料具有較好的力學強度和壓電性能，PMN的體積分數(shù)取50％為宜。 隨著導電碳黑用量的增加，復合材料的電阻率迅速減小。導電碳黑的加入可以顯著提高復合材料的介電常數(shù)，同時介電損耗也隨之增大。碳黑含量越高，復合材料d<,33>值越小。當碳黑質(zhì)量分數(shù)超過5％后，d<,33>值難以觀測到，并且復合材料極化困難。導電碳黑的

3、含量取5％為宜。 隨著溫度的升高，復合材料的介電常數(shù)隨之變大。復合材料在碳黑濃度為5％處可觀測到正溫度系數(shù)電阻現(xiàn)象，電阻率隨溫度的上升而增大。 在相同頻率外力下，導電碳黑含量為5％時，復合材料的阻尼性能最好。隨著壓電陶瓷PMN用量的增加，復合材料的阻尼峰先升高隨后降低，阻尼系數(shù)最大值tan δ <,max>在PMN體積含量為50％時達到最大。極化過的樣品比未極化的樣品具有更高的阻尼峰值。當頻率f接近或等于橡膠分子運動單元