压电陶瓷/聚合物复合材料薄膜的极化与性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:hahaho520
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料薄膜广泛应用于传感器、超声医学成像仪、水声换能器、微机电系统和结构健康监控系统等领域。然而,由于聚合物具有较低的极化性能,0-3型压电复合材料薄膜的极化比较困难,因而不易得到压电性能优异的体系。提高0-3型压电复合材料薄膜极化性能的有效途径之一就是提高聚合物基体的介电常数和电导率。本论文选择石墨和聚苯胺(PANI)作为改性剂添加到0-3型PZT/聚合物复合材料中,运用热压和涂覆工艺制备了压电薄膜。研究了石墨和PANI对0-3型压电复合材料薄膜的结构、极化和电学性能的影响以及复合材料组成、结构、性能之间的关系。 石墨对0-3型PZT/PVDF压电复合材料薄膜的相态和微观结构影响不大,石墨与聚合物基体存在较明显的相分离。适当含量的石墨可以迅速提高聚合物基体的介电常数,PZT/PVDF压电薄膜的极化性能迅速上升:当石墨体积含量为0.8%时,压电薄膜极化样品的XRD图谱中(002)衍射峰的相对强度和P-E曲线上表现的剩余极化达到最高。随着石墨含量的增大,改性0-3型PZT/PVDF薄膜的介电常数、介电损耗迅速升高。对PZT体积含量为50%的压电薄膜,其压电应变系数、平面机电耦合系数随石墨含量的增大而上升,而机械品质因数下降。石墨含量约为0.8%时,由于复合材料的极化性能最佳,三者达到极值。与未改性样品相比,0.8%石墨改性的压电薄膜的压电系数增大了近50%。 PANI能够影响0-3型PZT/PVDF压电复合材料薄膜的相态和微观结构,一定用量PANI的加入可以提高PVDF基体的结晶程度,PANI与PVDF的界面状态优于石墨改性的PVDF基体。适量PANI的加入可以迅速增大聚合物基体的介电常数,从而提高改性压电薄膜的极化能力。当PANI体积含量为5%时,压电薄膜极化样品XRD谱的(002)衍射峰相对强度和材料的剩余极化达到最高。随着PANI含量的增大,改性0-3型PZT/PVDF薄膜的介电常数、介电损耗迅速上升。对PZT体积含量为50%的压电薄膜,其压电应变系数、平面机电耦合系数随PANI含量的增大而上升,而机械品质因数下降。PANI含量约为4~5%时,由于复合材料的极化性能最佳,三者达到极值。与未改性样品相比,5%PANI改性的压电薄膜的压电系数增大了近80%。 PANI原位聚合改性的聚氨酯(PU)薄膜以及PANI改性0-3型PZT/PU压电复合材料薄膜的结构均匀、界面结合良好,其介电常数随PANI含量的增加迅速升高,从而增大了改性压电薄膜的极化能力。改性压电薄膜极化样
其他文献
一、花粉采集。采集露天自然条件下的花粉,具体做法是在铃铛花期时采集花朵带回室内,去掉花瓣、花丝,只留下花药,也可以把两花的花心相对磨擦,使花药掉落。把花药收集起来平摊于干
根据南水北调东线穿黄南干渠实验段保温板垫层和砂砾垫层混凝土衬砌施工质量探地雷达(GPR)检测结果及室内模拟实验结果,总结了GPR检测图像典型异常特征,确定了渠道衬砌裂缝、混
导电高分子纳米结构的研究还处在起步阶段,对于尺寸在100nm 或者是在100nm 以下结构,尤其是在绝缘基底上的构筑方法还不够成熟。而构筑方法的发展,直接与导电高分子纳米结构
锂/聚合物二次电池无论在容量、形状、充放电性能、安全与环境问题等方面还有相当大的发展空间。聚吡咯(PPy)具有稳定性好,容易合成,电导率高和良好的电化学氧化还原特性等优
为应对能源需求的快速增长,锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池以及超级电容器等电化学储能体系是目前研究的热点。为了发展高性能的电化学储能体系,科学家们在电极材料的研究
<正>当下正是初三语文一轮复习如火如荼进行时,笔者调研了几所学校的复习内容、复习方法和复习效果,结果竟然是惊人的一致:内容相同——都是以书本为主;方法相同——都是按照