壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料范疇，提供了一種壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料是一種由壓電陶瓷相(如PZT)和高分子聚合物(如PVDF)通過(guò)復(fù)合工藝而構(gòu)成的新型材料。壓電陶瓷材料具有壓電性能優(yōu)良、介電損耗低和機(jī)電耦合系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)，但其成硬而脆，不易成型加工，耐沖擊性能差。而壓電聚合物雖然具有密度低、柔韌性好，可制備成大而均勻的薄膜，但其壓電性能差。
[0003]在目前的壓電復(fù)合材料體系中，0-3型壓電復(fù)合材料中壓電顆粒之間被有機(jī)聚合物相充滿(mǎn)，陶瓷顆粒連通性較差，且介電常數(shù)相差較大，導(dǎo)致其陶瓷相極化困難；同時(shí)兩相間力學(xué)性能的差異導(dǎo)致其兩相間力的傳導(dǎo)較為困難；最終導(dǎo)致復(fù)合材料壓電性能較差。
[0004]目前文獻(xiàn)中報(bào)道的提高復(fù)合材料壓電性能的方式主要是兩種(I)提高陶瓷相的體積分?jǐn)?shù)，當(dāng)陶瓷相體積分?jǐn)?shù)超過(guò)80%時(shí)，壓電性能有大幅提高，壓電應(yīng)變常數(shù)d33可超過(guò)90pC/N，但是陶瓷相體積分?jǐn)?shù)過(guò)高會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料韌性較差。(2)加入第三相導(dǎo)電/半導(dǎo)化材料，目的是提高陶瓷相的極化性能，但往往提高有限，同時(shí)第三相導(dǎo)電材料加入過(guò)多會(huì)導(dǎo)致其它一些負(fù)面影響，如損耗過(guò)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決陶瓷相高體積分?jǐn)?shù)下壓電陶瓷聚合物復(fù)合壓電材料韌性差的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:包括壓電材料層以及設(shè)置在壓電材料層上下的導(dǎo)電聚合物層，兩層導(dǎo)電聚合物層將壓電材料層夾在中間通過(guò)熱壓形成一體化結(jié)構(gòu)，所述壓電材料層的材料為0-3型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料，所述的導(dǎo)電聚合物層的材料為導(dǎo)電顆粒聚合物復(fù)合材料。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]陶瓷相高體積分?jǐn)?shù)下的0-3型壓電陶瓷聚合物復(fù)合壓電材料有較好的壓電性能但其柔韌性較差，引入導(dǎo)電聚合物層可以在不影響0-3型復(fù)合材料壓電性能的同時(shí)改善其柔韌性。
[0009]本實(shí)用新型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，可制備出綜合性能優(yōu)異的壓電陶瓷聚合物復(fù)合壓電材料，可制備大尺寸壓電復(fù)合薄膜，有望應(yīng)用于壓電觸控板，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1本實(shí)用新型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料剖面圖；
[0011]圖中標(biāo)示:1_壓電材料層；2-導(dǎo)電聚合物層。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。
[0013]圖1示出了本實(shí)用新型一種壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式，包括包括壓電材料層I以及設(shè)置在壓電材料層上下的導(dǎo)電聚合物層2，兩層導(dǎo)電聚合物層2將壓電材料層I夾在中間通過(guò)熱壓形成一體化結(jié)構(gòu)，所述壓電材料層I的材料為0-3型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料，所述的導(dǎo)電聚合物層2為導(dǎo)電顆粒聚合物復(fù)合材料。
[0014]本實(shí)用新型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料的制備方法如下:
[0015]采用傳統(tǒng)固相法制備PLZT，按照化學(xué)計(jì)量配比，經(jīng)混料、預(yù)燒、乳膜成型、沖片、排膠、燒成制備出壓電陶瓷片，將陶瓷片在振磨機(jī)中振磨，過(guò)不同目數(shù)的網(wǎng)篩，制備成不同粒度的PLZT陶瓷粉待用。
[0016]將PVDF和N，N- 二甲基乙酰胺溶劑混合，待PVDF溶解完全后，加入300~350目的PLZT陶瓷粉，電動(dòng)攪拌后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到所需粘度后倒入自制的流延裝置中，刮平烘干制得0.2-0.4 _厚的薄膜，薄膜在平板硫化機(jī)上熱壓成型制備成0-3型壓電陶瓷聚合物壓電復(fù)合材料。
[0017]將PVDF和N，N- 二甲基乙酰胺溶劑混合，待PVDF溶解完全后，加入粒徑為2um的鎳酸鑭導(dǎo)電陶瓷粉體，電動(dòng)攪拌后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到所需粘度后倒入自制的流延裝置中，刮平烘干制得0.1-0.2 _厚的薄膜，薄膜在平板硫化機(jī)上熱壓成型制備成導(dǎo)電顆粒聚合物復(fù)合材料。
[0018]將一層0-3型壓電陶瓷聚合物壓電復(fù)合材料夾入兩層0-3型導(dǎo)電顆粒聚合物復(fù)合材料中在平板硫化機(jī)上熱壓成型制備成最終的壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括壓電材料層(I)以及設(shè)置在壓電材料層(I)上下的導(dǎo)電聚合物層(2)，兩層導(dǎo)電聚合物層(2)將壓電材料層(I)夾在中間通過(guò)熱壓形成一體化結(jié)構(gòu)，所述壓電材料層(I)的材料為0-3型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料，所述的導(dǎo)電聚合物層(2)的材料為導(dǎo)電顆粒聚合物復(fù)合材料。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，包括壓電材料層以及設(shè)置在壓電材料層上下的導(dǎo)電聚合物層，兩層導(dǎo)電聚合物層將壓電材料層夾在中間通過(guò)熱壓形成一體化結(jié)構(gòu)，所述壓電材料層的材料為0-3型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料，所述的導(dǎo)電聚合物層的材料為導(dǎo)電顆粒聚合物復(fù)合材料，本實(shí)用新型壓電陶瓷聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，適于商業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】B32B9/04, B32B18/00, B32B33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204936362
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520567228
【發(fā)明人】馮玉華, 范景波
【申請(qǐng)人】蘇州攀特電陶科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日