NKN-LT-LS陶瓷纖維-環(huán)氧樹脂1-3型壓電復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、壓電復(fù)合材料在傳感器、制動(dòng)器、換能器等很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而1-3型壓電纖維/聚合物因其兼有壓電陶瓷和聚合物優(yōu)點(diǎn),具備較高的壓電常數(shù)和厚度機(jī)電耦合系數(shù)以及較低的介電常數(shù),機(jī)械品質(zhì)因數(shù)和聲阻抗,適合制備高靈敏度、寬帶、窄脈沖的換能器,是醫(yī)療超聲,水聲換能,無(wú)損檢測(cè)的理想材料。
   針對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性和1-3型壓電復(fù)合材料在醫(yī)療超聲換能器上的應(yīng)用要求,采用塑性聚合物法制備NKN-LT-LS陶瓷纖維,通過(guò)排列-澆注法制備了1-3型壓

2、電復(fù)合材料,系統(tǒng)研究了壓電陶瓷纖維體積含量及長(zhǎng)徑比對(duì)壓電復(fù)合材料性能的影響,結(jié)合壓電復(fù)合材料的相關(guān)理論,獲得壓電復(fù)合材料性能變化的規(guī)律,主要工作和結(jié)論如下:
   1.使用塑性聚合物制備NKN-LT-LS無(wú)鉛壓電陶瓷纖維。在纖維的制備過(guò)程中研究了泥料的固含量和燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷纖維的影響,通過(guò)對(duì)纖維密度、SEM、及鐵電性能測(cè)試結(jié)果的研究得出:陶瓷固含量為0.8571時(shí),即粘結(jié)劑∶塑化劑∶陶瓷粉=4∶1∶30,燒結(jié)溫度為1100℃保溫

3、3h時(shí)陶瓷纖維各項(xiàng)性能最好,陶瓷纖維體積密度為4.39g/cm3,氣孔率0.00154,吸水率為0.00676,并以此作為制備1-3型壓電復(fù)合材料的原材料。
   2.實(shí)驗(yàn)選用環(huán)氧樹脂E-51作為基體相,采用排列-灌注法制備了不同體積含量的1-3型無(wú)鉛壓電復(fù)合材料。顯微分析表明,以順丁烯二酸酐為固化劑可獲得結(jié)構(gòu)致密、幾乎無(wú)氣孔的壓電復(fù)合材料。對(duì)壓電復(fù)合材料的極化工藝進(jìn)行研究得出NKN-LT-LS/Epoxy壓電復(fù)合材料的最佳極化

4、工藝:極化場(chǎng)強(qiáng)為2.5kV/mm,極化時(shí)間為25min,極化溫度為80℃。
   3.陶瓷纖維含量對(duì)壓電復(fù)合材料的影響很大。性能變化規(guī)律可歸納為:隨著陶瓷纖維含量的增加,1-3型NKN-LT-LS/Epoxy resin壓電復(fù)合材料的介電常數(shù),聲阻抗,幾乎呈線性增長(zhǎng),壓電常數(shù)顯著增大,壓電電壓常數(shù)減小,材料的厚度機(jī)電耦合系數(shù)高于純陶瓷。
   4.研究了壓電陶瓷纖維的長(zhǎng)徑比對(duì)1-3型無(wú)鉛壓電復(fù)合材料的影響。研究表明,隨著

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