PZT/PVDF压电复合材料的制备和性能研究

一.用压电陶瓷锆钛酸铅PZT粉末作为功能相，压电聚合物聚偏氟乙烯 PVDF作为活性（基体）相，静态热压法将PZT与PVDF粉复合，制得了不同陶瓷含量的0-3连通的复合材料薄膜样品。用FT-IR，SEM和WAXD表征复合材料：发现低PZT含量的复合材料中PVDF主要以α型结晶存在；复合材料呈现不同的网络形貌，主要为海岛型结构；70%PZT的复合材料较其它组成更均匀。复合材料的X射线衍射强度发生了变化，说明PZT与PVDF之间存在强烈的相互作用。一定电场和温度下对复合材料进行电晕极化研究，随着陶瓷含量的增加，压电性d_(33)也增加，同时材料的柔顺性降低。极化后的压电复合材料的X射线峰强度比未极化的增强，衍射角向低角度移动。二.研究PVDF相的转变。将PVDF薄膜加热到200 ℃，迅速冷到137 ℃结晶，同时施加直流电场作用于PVDF薄膜上，与未加电场的薄膜比较。用IR、X-ray衍射和DSC表征了上述PVDF薄膜，表明极化后PVDF膜的晶型由α型转为β型，β晶含量提高了23%，熔点提高。PVDF的压电性与β型晶有关，含量高，有利于压电性能的提高。电晕极化的PVDF薄膜，其压电性随着时间的流逝有所减弱，一定时间后达到稳定。研制了不同的极化设备，开发了PVDF测量血压用的传感器，探讨了微机控制电晕极化的可行性。