0_3PZT_PVDF压电复合材料的制备及其性能.pdf

复合材料学报第21卷第3期6月2004年

ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICAVol.21No.3June2004

文章编号:1000-3851(2004)03-0142-04

0-3PZT/PVDF压电复合材料的制备及其性能

张联盟*,游达
(武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉430070)

摘要:采用溶液混合法制备PZT/PVDF压电复合材料。首先用水热法制备出适合溶液混合的PZT陶瓷粉末,
并根据陶瓷粉末对PVDF的吸收量,选择乙醇作为PVDF的溶剂进行混合,然后烘干制备PZT/PVDF复合粉末,
再成型极化。实验结果表明,这种复合方法提高了PZT陶瓷颗粒在PVDF有机基体中的分散度,使材料内部均匀,
结构致密,从而提高了PZT/PVDF压电复合材料的压电和介电性能。
关键词:压电复合材料;溶液混合;压电性能;介电性能
中图分类号:TB332;TM25文献标识码:A

PREPARATIONANDPROPERTIESOF0-3PZT/PVDFPIEZOELECTRIC
COMPOSITEWITHSOLUTION-MIXINGMETHOD

ZHANGLianmeng*,YOUDa
(StateKeyLaboratoryofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProcessing,
WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)

Abstract:ThePZT/PVDFpiezoelectriccompositewasfabricatedwithsolution-mixingmethod.ThePZTpiezo-
electricpowderspreparedbyhydrothermalsynthesismethodpossessmanyfineproperties.Theappropriatesol-
vent,usedtomixthepolymerandtheceramicpowders,wasselectedbycomparingtheadsorptionofPVDFonthe
ceramicpowders.Thedriedcompositepowderswerepressedintoshapeforpolingandpropertiesmeasurement.
Theexperimentalresultsshowthatthepowderssynthesizedbyhydrothermalmethodcanimprovethedispersing
levelandthepiezoelectricanddielectricproperties.
Keywords:piezoelectriccomposite;solution-mixing;piezoelectricity;dielectricproperty

压电陶瓷具有强的压电性和热释电性,但这种压电陶瓷粉末而制成的压电复合材料。但是,0-3型
材料硬而脆,加工成特定形状存在一定的困难。而压电复合材料中压电陶瓷相主要以颗粒状呈弥散均
压电聚合物柔软,易于加工成各种形状,但其压电匀分布,其电场通路较差[3],难以有效极化,所以复
性和介电性比压电陶瓷差。为了克服这两种压电材合材料的压电性能较低。因此选用形貌单一,组成
料的不足,人们尝试着把两类不同的材料进行复合,均匀,压电活性高的PZT陶瓷粉末来制备复合材料
期望能够获得一类新型的压电材料以克服原有材料可以明显提高其压电和介电性能。本文作者采取水
各自的缺陷。通过对不同压电材料进行改性或采用热法合成了PZT粉末,它不仅具有上述的优点,而
不同的压电材料复合,应用在智能材料与结构中,不且粉末粒度分布窄,几乎都在0.5m,非常适合于
仅可以解决传统技术中难于解决的一些关键问题,溶液混合的制备方法,从而进一步提高了材料的均
而且其作用也是其它材料难以取代的,这一领域已匀性及其电学性能。
受到了压电材料研究者的高度重视并进行了深入研
究[1～3]。通常两相复合的压电复合材料有十种连通1实验过程
方式,其中0-3连通型压电复合材料是比较重要的1.1PZT陶瓷粉末的制备
一种,它是指在三维自身联结的聚合物基体中填充在压电复合材料中,压电陶瓷相为功能体,所以压

收稿日期:2003-02-20;收修改稿日期:2003-06-02
通讯作者:张联盟,教授,研究方向:先进复合材料、高温结构与功能材料E-mail:[e-mail]
张联盟,等:0-3PZT/PVDF压电复合材料的制备及其性能·143·

电陶瓷含量是直接影响复合材料性能的重要因素。采用
水热法合