压电陶瓷的制备及研究.pdfVIP

PZT压电陶瓷颗粒的制备:

将市售的压电陶瓷片用蒸馏水洗净，与120℃下烘干。在玛瑙研钵中捣

碎，然后以无水乙醇为介质，在玛瑙罐中球磨24h，烘干，过筛，得到平均粒径为3um

的陶瓷颗粒。陶瓷颗粒制备过程中，未经其它任何物理和化学处

理。

石墨改性

(l)称取适量的石墨粉末，将石墨粉末置于N，N一二甲基甲酞胺(NDF)

中，强烈搅拌并辅以超声分散。

(2)称取适量的PVDF粉末，将PVDF溶于上述含悬浮石墨的NDF中。

(3)称取适量的PZT陶瓷粉末，将PZT粉末加入PVDF的NDF溶液中，

强烈搅拌并辅以超声分散。制得石墨、‘PZT和PVDF分散均匀的体系。

(4)保持搅拌，将一定量的PVDF不良溶剂无水乙醇缓慢加入到上述分

散体系中，直到石墨、PZT和PVDF全部从溶液中沉淀出来。

(5)将沉淀抽滤，烘干，得到均匀的PVDF包裹的石墨和PZT体系。

(6)将分散均匀的复合粉末在200℃、150MPa的钢制模具中热压，冷

却后得到今2um，厚200一300Um的压电复合材料薄膜。

研究的问题：

(l)分别采用了冷压、固化和热压三种工艺制备住一3型PZT用VDF压电复合材料，

通过对制备样品压电和介电性能行对比，确定制备0一3型PZT/PVDF压电复合材料的

最佳合成工艺。

(2)研究PZT和PVDF不同质量配比对O一3型PZT护VDF压电复合材料性能的影

响，通过对样品压电和介电性能进行对比，确定制备0一3型PZT/PVDF压电复合材料

的PZT和PVDF的质量最佳配比。

(3)研究在热压工艺条件下的合成热压温度和热压压力对0一3型PZT/PvDF压电

复合材料性能的影响，通过对不同条件下制备样品的压电和介电性能进行对比，确定

热压工艺制备O一3型PZT/PVDF压电复合材料的最佳工艺条件。

(4)研究极化条件(极化温度、极化电场和是否保压冷却)0一3型PZT/PVDF压电复合材

料性能的影响，确定0一3型PZT/PVDF压电复合材料的最佳极化条件。

(5)采用HP4294A阻抗分析仪测量O一3型PZT/PVDF压电复合材料在不同频率下的阻

抗、电容、介电损耗，获得0一3型PZT/PVDF压电复合材料的介电常数。、机电耦合

系数、机械品质因数Qm等性能参数，并且分析性能随实验条件的变化规律。

(6)利用XRD、SEM、DSC等测试手段测量了O一3型PZT/PVDF压电复合材料的微观结

构，并通过微观结构与压电和介电性能的相关性从理论上解释实验现象。

0一3型PZT/PVDF压电复合材料三种成型工艺流程

(l)称量:选取一定的质量比例的PZT与PVDF在电子天平上进行称量。

(2)球磨:把己称量好的混合物放入球磨罐中，再加入适量的无水乙醇一起放入球磨机

中球磨数小时，倒出浆料，磨干备用。

(5)热压成型:配料放入模具中，连同模具一起放入预先设定好温度的烘箱中，保温1.5

小时使其配料与烘箱中预先所设定的温度一致，然后迅速取出放入压力机下加压成型，

待温度下降到常温即可。

2.4.2镀电极的工艺流程

镀电极的具体步骤如下:

(l)抛光:在玻璃板上放上超细AlO，用水调成一定的浓度，然后把己成型好的样品放

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在上面，用手按住样品并使之在玻璃板上旋转，直到样品的两个平面平整、光滑。

(2)把抛光后的样品先用水清洗，然后再用丙酮清洗干净、晾干。

(3)用玻璃棒沾少许免烧银浆放在清洗干净的样品的一个表面上，然后滚动玻璃棒，使

免烧银浆在样品的表面形成均匀的薄层。

(4)把涂好一面免烧银浆的样品放入100℃左右的烘箱中烘烤半小时。

(5)取出样品，采用步骤(3)再涂样品的另一面。

(6)把涂好免烧银浆的样品再次放入l000C左右的烘箱中烘烤2~3小时即可。

极化方式

最常用的极化方

法是热极化。即将待极化样品放入有机硅油中加热至100℃，然后在样品两端施加高压

直流电场，使其电畴尽可能沿外加电场方向取向。虽然这种极化方法受硅油的沸化温

度限