聚乙烯醇縮丁醛磁電復(fù)合材料電性能的研究.pdf

1、本文以聚乙烯醇縮丁醛(PVB)為基體材料，利用稀土合金Terfenol-D的磁致伸縮性能和壓電陶瓷鋯鈦酸鉛(PZT)的壓電性能，制備了一系列磁電復(fù)合材料，研究了影響復(fù)合材料的介電、壓電以及磁電性能的因素。為聚合物基磁電復(fù)合材料的研究和應(yīng)用提供依據(jù)。 通過(guò)簡(jiǎn)單混合方法制備了PVB/PZT復(fù)合材料，測(cè)試了復(fù)合材料的介電和壓電性能，確定了磁電復(fù)合材料中PVB的最佳含量。結(jié)果表明，隨著PVB體積含量fPVB的增加，復(fù)合材料的介電和壓電性

2、能降低；在fPVB為0.15時(shí)，SEM圖顯示復(fù)合材料結(jié)構(gòu)致密，表明PVB具有良好的粘結(jié)性能。此時(shí)，復(fù)合材料的介電常數(shù)和壓電常數(shù)都達(dá)到最大值，分別為150和47pC/N；當(dāng)fPVB超過(guò)0.5后，復(fù)合材料的介電和壓電性能急劇降低。為進(jìn)一步提高復(fù)合材料的綜合性能，在PVB/PZT復(fù)合材料中添加少量的炭黑制備了PVB/PZT/炭黑復(fù)合材料。性能測(cè)試結(jié)果表明：少量的炭黑的加入，促進(jìn)了壓電陶瓷相的極化，從而提高了復(fù)合材料的介電和壓電性能，特別是材料

3、的壓電性能有明顯的提高。當(dāng)fPVB為0.2～0.3時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能較好，因此在制備磁電復(fù)合材料時(shí)，確定fPVB為0.3。 利用PVB優(yōu)良的粘結(jié)性能和Terfenol-D的磁致伸縮效應(yīng)以及PZT的壓電效應(yīng)制備了PVB/PZT/Terfenol-D三相磁電復(fù)合材料，其中Terfenol-D的體積含量fTerfenol-D在0.01～0.06之間變化。性能測(cè)試結(jié)果顯示：隨著fTerfenol-D的增加，復(fù)合材料的介電性能和壓電性

4、能增大；三相復(fù)合材料的磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)(dE/dH)33隨fTerfenol-D增加而增大，在4500Oe、100kHz、fTerfenol-D為0.04時(shí)，復(fù)合材料的磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)(dE/dH)33達(dá)到最大值720mV/cm·Oe。當(dāng)fTerfenol-D超過(guò)0.04之后，復(fù)合材料極化困難，壓電性能較低，影響了復(fù)合材料的磁電性能。 制備了PVB/PZT/Terfenol-D層狀復(fù)合材料，以克服三相復(fù)合材料存在的Terfenol-D含