PZN_PZT压电陶瓷及其PVDF压电复合材料的制备和性能.pdf

复合材料学报第19卷第3期6月2002年

ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICAVol.19No.3June2002

文章编号:100023851(2002)0320070205

PZN-PZT压电陶瓷及其PVDF压电
复合材料的制备和性能

李小兵,田莳,李宏波
(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083)

摘要:采用固相烧结法合成了PZN2PZT(铌锌锆钛酸铅)三元系压电陶瓷烧结块材和粉末,并采用XRD、SEM
等测试方法对其结构和性能进行了分析。PZN2PZT常压烧结陶瓷具有优良的压电性能,PZN2PZT颗粒粒径在0.5
～4Lm之间,颗粒形态不太规整。采用溶液共混法将PZN2PZT粒子均匀分散于PVDF基体中,制备了PZN2PZTö
PVDF023型压电复合材料。研究了PZN2PZT质量分数、极化电场等因素对该压电复合材料压电和介电性能的影
响。实验结果表明,选用压电活性更高的压电陶瓷粉末进行复合,可有效提高压电复合材料的压电性能。增加PZN2
PZT质量分数、提高极化电压均有利于复合材料压电性能的提高。
关键词:PZN2PZT;固相烧结法;压电复合材料;溶液共混法
中图分类号:TB39文献标识码:A

PREPARATIONANDPROPERTIESOFPZN-PZTPIEZOELECTRICCERAMICS
ANDPZN-PZTöPVDFPIEZOELECTRICCOMPOSITES
LIXiao2bing,TIANShi,LIHong2bo
(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)

Abstract:TernarysystempiezoelectricceramicmaterialsPZN2PZT[Pb0.955La0.03(Zn1ö3Nb2ö3)0.3

Zr0.37Ti0.33O3]andtheirpowderswerefabricatedusingsolidstatesinteredtechnology.Theirstructure
andpropertieswerestudiedbyXRDandSEM.PZN2PZTceramicssynthesizedbythetraditionalsin2
teredmethodcontainwellpiezoelectricproperties.ThediametersofPZN2PZTpowdersarebetween
0.5～4Lm,andtheshapeisirregular.PZN2PZTparticleswereincorporatedintoPVDFpolymerma2
trixhomogeneouslythroughsolutionblendedprocesstoformPZN2PZTöPVDF023compositethin
films.Theeffectsoftheceramicmassfractionandpolingelectricfieldonthepiezoelectricanddielec2
tricpropertiesofthepiezoelectriccompositeswerestudied.Theresultsshowthatthepiezoelectric
propertiesofthecompositescouldbeimprovedeffectivelythroughchoosingtheceramicscontaining
betterpiezoelectricpropertiesasthefiller.ThesameeffectscanbemadewiththeincreasingofPZN2
PZTmassfractionandpolingfield.
Keywords:PZN2PZT;solidstatesinteredtechnology;piezoelectriccomposites;solutionblended
process

将具有强压电效应的压电陶瓷与柔性良好的压的综合性能优异的压电复合材料。它在传感器、换能
电聚合物按一定的连通方式、一定的体积或质量比器、驱动器和水听器等许多领域具有潜力巨大的应
例、一定的空间几何分布进行复合,可以使两种材料用前景,已经引起了人们极大的兴趣。尤其是023型
优势互补,获得既具有较强压电性又具有良好韧性压电复合材料由于具有柔软性、易于加工成型和制

收稿日期:2001210217;收修改稿日期:2001211223
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50072