PZT_PVDF压电复合材料的制备及其性能研究.pdf

复合材料学报000401

复合材料学报
ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICA
2000Vol.17No.4P.1-5

PZT/PVDF压电复合材料的制备及其性能研究

王树彬徐廷献韩杰才杜善义

摘要:用氧化物一步合成法制备了PZT粉末，X射线衍射测试结果显示，它是Zr/Ti
为52∶48的纯四方钙钛矿型结晶相，并用SEM观察了PZT粉末的形貌；用热分析仪测
试了PVDF的固化温度；在自制模具上采用模压/烧结工艺获得了六种含PZT不同体积
含量的PZT/PVDF复合材料；对其介电性和压电性的测试表明，随着PZT体积含量的增
加，电性能参数呈非线性增大，当PZT的体积份数超过70%时，介电常数ε和压电常
数d33值迅速增加，PZT体积份数达到90%时，其电性能参数与纯PZT值接近，但此时
复合材料的脆性较大，已没有实用价值。
关键词:氧化物一步合成法；模压/烧结工艺；压电复合材料；介电性；压电性
中图分类号:TB39文献标识码：A
文章编号：1000-3851(2000)04-0001-05

PREPARATIONANDPROPERTIESOFPIEZOELECTRIC
COMPOSITESOFPZT/PVDF

WANGShu-bin１,XUTing-xian１,HANJie-cai２,DUShan-yi２
(１SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)
(２ResearchCenterforCompositeMaterials,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,
China)

Abstract:PZTpowderismadeusingoxideone-offsinteringtechnique.ItsX-raydiffraction
(XRD)peaksaremonitoredandshowntobeincrystallizationphaseofpuresquarewithZr/Ti
equalto52:48.ThepatternofthePZTpowderisobservedwithSEM;themoldtechniqueof
PVDFisanalyzedbyTG-DTA.SixsortsofPZT/PVDFcompositesareobtainedwithdifferent
PZTvolumeratiosbycompressionmould/sinteringtechnique.Testsofdielectricand
piezoelectricshowthatelectricparameteraccretionincreasesnonlinearlywithPZTcontent,
whenthevolumecontentofPZTexceeds70%,dielectricconstantεandpiezoelectricconstant
d33increaserapidly,andwhenitreaches90%theelectricparametersarealmostthesameasthe
purePZT's.
Keywords:oxideone-offsinteringtechnique;compressionmould/sinteringtechnique;piezo
electriccomposites;dielectricproperties;piezoelectricproperties

复合材料是一类由几种不同组份复合而成的多相材料，它不仅能保持其原有组份

万方数据
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的部分特性，而且还可能具有原组份所不具有的性能。利用复合材料的乘积效应和加
和效应，可开发，设计并研制出性能更加优异新型材料［1］。
智能材料系统与结构是一类具有传感、驱动和控制功能于一体的材料-结构系统，
它具有类生物的功能，通过自身的感知与驱动属性，实现材料的多功能化和智能化；
通过感知与响应内外界环境的变化，达到自检测、自诊断、自适应的目的，赋予材料
智能与生命特性，实现动态、在线、实时、主动监测与控制。随着高新技术的不断发
展，实现材料的高性能、高功能、复合化、精细化和智能化将成为二十一世纪功能材
料的必然发展趋势［2］。压电材料是智能材料与结构系统中最重要的基础智能材料之
一，基础智能材料的研究进展决定着智能材料与结构的实用化进程。传统的压电材料
主要有压电晶体、压电陶瓷和