水泥基壓電復(fù)合材料的性能及其應(yīng)用研究.pdf

1、本論文采用壓制成型法和切割-填充法分別制備了0-3型、1-3型水泥基壓電復(fù)合材料，然后進(jìn)行了壓電性能、介電性能以及鐵電性能的測試，并初步進(jìn)行了水泥基壓電復(fù)合材料的應(yīng)用研究。 研究了成型壓力對0-3型水泥基壓電復(fù)合材料壓電及介電性能的影響，結(jié)果表明，隨著成型壓力的增大，其壓電應(yīng)變常數(shù)d33和介電常數(shù)εr均增大，而機(jī)電耦合性能則變化較小。在40-100kHz頻率范圍內(nèi)，成型壓力越大，壓電復(fù)合材料的εr隨頻率的升高而下降的程度就越顯著

2、，低頻和高頻時的εr之差也就越大。 研究了五種不同水泥基體及三種不同陶瓷功能體對0-3型水泥基壓電復(fù)合材料壓電、介電、鐵電性能的影響。結(jié)果表明，以普通硅酸鹽水泥為基體，以PLN為壓電陶瓷功能體的壓電復(fù)合材料其d33、εr以及機(jī)電耦合系數(shù)Kp、Kt較高。介溫曲線在-40℃～20℃范圍內(nèi)變化很小，表現(xiàn)出良好的溫度穩(wěn)定性。在-40℃～100℃范圍內(nèi)介電損耗隨溫度升高而升高，在100℃～150℃范圍內(nèi)，介電損耗隨溫度的變化不大。在-40

3、℃～60℃之間，電阻率隨溫度的升高而急劇下降，在60℃～150℃之間隨溫度的升高電阻率變化較小。 采用切割-填充法，以硫鋁酸鹽水泥為基體，鈮鎂鋯鈦酸鉛為壓電陶瓷功能體制備了1-3型水泥基壓電復(fù)合材料。研究環(huán)境濕度對1-3型水泥基壓電復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)相對濕度低于85％時，壓電常數(shù)及εr隨濕度的變化不大；當(dāng)高于85％時，壓電電壓常數(shù)g33急劇降低，εr則急劇增大。當(dāng)相對濕度在50％～100％范圍內(nèi)，Kp和Kt保持不變