壓電陶瓷-聚合物復合材料壓電阻尼性能研究.pdf

1、浙江大學碩士學位論文中文摘要在導電填料／壓電陶瓷／聚合物復合材料體系中，根據壓電、導電原理，機械振動能(或聲能)可通過壓電陶瓷的壓電效應轉換為電能，并通過體系中導電填料形成的導電網絡，將電能以熱的形式耗散，從而達到減振降噪的效果。本論文在研究壓電陶瓷種類、含量、極化條件等因素對壓電陶瓷／聚合物二組分復合體系的壓電性能、流變行為影響的基礎上，探索了制備高性能減振降噪聚合物阻尼復合材料組分配方和加工工藝。研究了壓電陶瓷／聚合物復合材料的壓電

2、性能。發(fā)現(xiàn)不同壓電陶瓷以及壓電陶瓷的體積分數(shù)對復合體系的壓電性能影響極大。選擇具有高的壓電常數(shù)和介電常數(shù)的壓電陶瓷顆粒作為功能相，并以60％～70％體積分數(shù)與聚合物共混。其復合材料表現(xiàn)出較高的壓電性能和良好的加工性能。探索了極化條件對復合體系是否具有壓電性能的影響。結果表明，對各壓電復合材料均存在～個最佳的極化溫度和最佳極化電場(E。)。此時，壓電陶瓷在體系中的極化定向排列程度最高，復合體系的壓電性能最優(yōu)。在飽和電場(Es)下，壓電常數(shù)

3、(d33)隨極化時間(t。)的變化而變化，極化初期d”隨t。的增加而迅速增高：極化一定時間后，d”趨于平緩。一研究了壓電陶瓷／聚合物復合體系的動態(tài)力學，發(fā)現(xiàn)壓電陶瓷在聚合物中的分散狀況和與聚合物間的相互作用，直接影響復合體系內耗(tanS)和動態(tài)模量(G’、G”)的大小。顆粒結構性高的壓電陶瓷，其復合體系內耗大；在高極化電壓、K極化時間下，壓電陶瓷顆粒在聚合物中分散比較均勻，與聚合物接觸面大，相互問作用強：在外力作用時，體系tan5、G

4、’，G’呈現(xiàn)大的值。SEM照片部分地、／說明了顆粒分布和與聚合物間的結合情況。r。導電填料／壓電陶瓷／聚合物復合體系的動態(tài)流變行為研究結果表明，導電填料的種類影響復合體系流變行為。如碳纖維可以在聚合物中形成三維網絡，導電性能優(yōu)。通過研究動態(tài)流變行為對導電填料含量的依賴性，發(fā)現(xiàn)導電填料含量增l。0、—飛；，纛浙江大學碩士學位論文ABSTRACTForconductivefillers／itliezoelectricceramic／poly

5、mercomposites，basedonthepiezoelectricandconductivetheories，mechanicalenergyorsoundenergycallchangeintoelectricenergyinducedbypiezoelectricceramic’Spiezoelectriceffect，andthentheseenergyCanbedissipatedinformofheatenergyth

6、roughconductivenetworkformedbyconductivefillersinthesystemInthispapereffectsofcomponents，ceramicvarieties，polarizationconditionsOilthepiezoelectricperformanceandrheologicalbehaviorofthepiezoelectricceramic／polymercomposi

7、teshavebeenstudiedsystematicallyAtthesametimetheoptimumcomponentandpreparingmethodwerediscussedinordertoobtainthehighperformancepiezoelectricceramic／polymerdampingcompositesInvestigationofthepiezoelectricperformanceforpi

8、ezoelectricceramic／polymercompositeshasbeencarriedoutTheresultsshowedthatdifferentvolumepercentofpiezoelectricceramicinfluencethepiezoelectricperformanceofcompositesystemgreatlyHighpiezoelectricconstantanddielectricconst

9、antpiezoelectricceramicgrainwhichusedasfunctionalelementwereselected，andmixedwithpolymersin6070％volumepercentThesecompositesshowedgoodpiezoelectricperformanceandprocessiblityPolarizationisbelievedtobethekeyprocedureforwh

10、etherthecompositesystempossessespiezoelectricperformanceornotTheresultsrevealedthatthereexistsalloptimumpolarizationtemperatureandpolarizationintensityofelectricfield(Ep)foreachsystem，underwhichregularlyorientatedpolariz

11、ationandexcellentpiezoelectricpropertiescanbeachievedThepiezoelectricconstant(d33)changeswiththepolarizationtimeundersaturatedelectricfieldThed33increasesrapidlywiththepolarizationtimeattheinitialstagesofpolarization，and

12、approachesconstantaftercertaintimeThedynamicmechanicalbehaviorofthepolymercomposites，dynamicstoragemodulus(G’)，dynamiclossmodulus(G”)andlosstangentg(TanS)，havebeenstudiedinthispaperFordifferentceramic，thehigherstructureo