KNBT陶瓷纖維-環(huán)氧樹脂1-3復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、1-3型壓電纖維/聚合物復(fù)合材料兼具壓電陶瓷的壓電活性和聚合物的柔韌性，具有較高的壓電應(yīng)變常數(shù)和厚度機(jī)電耦合系數(shù)、低的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)和聲阻抗，適合制作高靈敏度、寬帶、窄脈沖的換能器，是醫(yī)療超聲、無(wú)損探測(cè)和水聲換能器的理想材料。 針對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性和1-3型壓電復(fù)合材料在醫(yī)療超聲換能器上的應(yīng)用和要求，采用塑性聚合物方法制備了KNBT壓電纖維，通過(guò)排列-澆注法制備了1-3型壓電復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了復(fù)合材料中壓電相的排布方式和性能之間的相關(guān)

2、性，探討了纖維含量及長(zhǎng)徑比對(duì)復(fù)合材料性能的影響，獲得壓電復(fù)合材料性能變化規(guī)律。具體工作及結(jié)論如下: 1、采用塑性聚合物方法制備了KNBT壓電纖維，分析了泥料的固含量和燒成條件對(duì)纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)陶瓷固含量為83.3wt％時(shí)，可獲得可塑性較好、有一定強(qiáng)度的壓電纖維素坯。經(jīng)過(guò)1100℃處理2h，KNBT纖維的結(jié)構(gòu)致密、晶粒大小均勻，吸水率Wa、顯氣孔率Pa和體積密度pv分別為0.45％、0.46％和5.94g.cm-

3、3，抗拉伸強(qiáng)度可達(dá)20.52MPa。 2、采用排列.澆注法制備了1-3型壓電復(fù)合材料，對(duì)復(fù)合材料的固化工藝和極化條件進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂基體:固化劑:塑性荊:促進(jìn)劑(質(zhì)量百分比)=100:85:5:0.3，固化溫度為160℃時(shí)，固化效果較好。極化電場(chǎng)強(qiáng)度為3kV.mm-1，極化時(shí)間為30min，極化溫度為80℃時(shí)，復(fù)合材料有較好的介電和壓電性能。 3、纖維體積含量對(duì)1-3型壓電復(fù)合材料的性能有較大影響，隨著纖維