PZT-IPN復(fù)合材料的制備和電性能研究.pdf

1、綜合利用鋯鈦酸鉛(PZT)壓電陶瓷、互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，制備了0-3型和1-3型PZT/IPN復(fù)合材料，并對(duì)其電性能進(jìn)行了研究。
　　采用溶膠-凝膠法制備了PZT納米陶瓷粉體和PZT陶瓷纖維。將PZT前驅(qū)體溶膠蒸餾濃縮至粘度急劇增大而成為凝膠時(shí)，挑絲得到PZT凝膠纖維，凝膠纖維與剩余凝膠經(jīng)熱處理得到PZT陶瓷纖維和PZT陶瓷粉體，纖維直徑約為25μm～50μm、長(zhǎng)度最大達(dá)7cm，粉體為納米級(jí)顆粒。通過(guò)熱分析

2、和XRD，分析了熱處理過(guò)程中PZT的晶型轉(zhuǎn)變過(guò)程和晶粒大小的變化，從而確定了燒結(jié)程序。研究了粉體預(yù)熱溫度、頻率、環(huán)境溫度等工藝參數(shù)及條件對(duì)PZT陶瓷電性能的影響。
　　分別以PZT陶瓷粉體和陶瓷纖維為壓電相，以同步互穿法制備的IPN為基體相，采用溶液混合法制備了0-3型PZT/IPN復(fù)合材料，采用纖維束灌注IPN的方法制備了1-3型PZT/IPN復(fù)合材料。研究了電暈極化處理方式對(duì)PZT陶瓷和PZT/IPN復(fù)合材料電性能的影響，確定

3、了二者的極化參數(shù)。PZT/IPN復(fù)合材料形貌觀察的結(jié)果顯示：0-3型復(fù)合材料中PZT陶瓷粉體保持了粉體顆粒的尺寸和形狀，且分布較均勻。1-3型合材料中PZT較好地保持纖維形態(tài)。對(duì)不同PZT含量的0-3型復(fù)合材料介電、壓電性能進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明：隨著PZT陶瓷含量的增加，復(fù)合材料的電性能參數(shù)逐漸接近PZT陶瓷；溫度、壓電相的極化處理均顯著影響復(fù)合材料的電性能。比較了PZT/IPN復(fù)合材料的0-3型和1-3型連通類型的電性能，結(jié)果表明：壓