尼龙1111/钛酸钡压电复合材料的制备及性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sulinpep
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压电复合材料是由压电陶瓷相与聚合物基体相通过一定方式复合,得到的一种具有两相材料优点的压电功能材料。在压电复合材料体系中,以压电陶瓷颗粒作为功能相制得的0-3型压电复合材料,具有成型工艺简单、成品形状多样的特点,而广泛应用于水声换能器、阻尼材料等领域。  尼龙1111是一种新近研究发现具有压电和铁电性的长碳链尼龙品种,其具有优异物理机械性能和耐热性。钛酸钡作为一种最早被发现,且工业化生产的无铅压电陶瓷,被广泛应用于工业生产中。本文通过溶液共混复合的方法制备出尼龙1111/钛酸钡压电复合材料,并对其介电、压电和铁电性能进行了详细研究,取得了比较丰富的实验数据和研究成果,如下所示:  (1)利用DSC、XRD及SEM等手段对原料和复合材料进行表征,钛酸钡XRD图谱在2θ=45°处呈现出衍射双峰,说明钛酸钡处于四方相,具有压电铁电性,符合实验需求;复合材料微观形貌分析,看到用KH550对钛酸钡颗粒表面改性,利于其在基体相中的分散且两相界面模糊,复合材料内部更加致密。对复合材料熔融结晶行为研究发现,钛酸钡加入复合材料的熔点均为182℃变化不大,但是结晶温度由158℃升高到162℃,同时大量钛酸钡加入降低了尼龙1111结晶完善程度。  (2)对复合材料介电性能研究发现,随着钛酸钡体积含量增加,复合材料介电常数不断增加,其增加趋势大致符合 Bruggeman理论模型。介电损耗随着频率增大呈现出先降低的趋势,在100Hz-10kHz频率范围内,下降幅度较大。随后随着频率变化,趋于稳定。但是当频率达到1MHz附近又出现了一个小的峰值。  (3)对极化条件进行探索,确定了极化温度50℃,极化场强10kV/mm,极化时间25min的极化工艺。在此极化条件下,复合材料极化程度较高,表现出压电性能较好。  (4)研究了复合材料压电性能,结果表明随着钛酸钡体积含量增加,复合材料压电常数d33也不断增加,当钛酸钡体积含量达到40%时,复合材料压电常数 d33达到5.2pC/N。与经过拉伸处理纯尼龙1111样品最高压电常数(d33=3.9pC/N)相比提高33.3%。同时当钛酸钡体积分数达到30%和40%时,复合材料压电电压常数达到52mV·m/N。  (5)对复合材料铁电性能进行研究,发现随着脉冲周期,最大外加电场强度增加,材料的剩余极化强度和饱和极化强度都会升高。同时伴随着钛酸钡含量增加,复合材料的矫顽电场、剩余极化强度和饱和极化强度均呈现出增加趋势。在脉冲周期为20ms,最大外加电场强度为200kV/cm的测试条件下,钛酸钡体积分数40%的复合材料其Pr为0.378μC/cm2,Ec约为112kV/cm。  通过本文的研究,为尼龙1111作为一种压电复合材料基体使用提供了可能,同时为拓宽尼龙1111的应用领域做出贡献。
其他文献
TiB2陶瓷除了具有高的硬度和弹性模量外,还表现出了一系列良好的特性,如导电性、高熔点、耐磨损、重量轻以及高化学稳定性,其应用前景十分广阔。但是TiB2材料较高的制备成本
近年来,随着人们对畜禽产品需求的不断增长,畜禽养殖业得到了快速的发展。养殖规模的提高带来了可观的畜禽养殖粪便量,对水、大气、土壤等自然生态因素造成很大的环境压力,由此引
本文针对强磁场环境的特殊要求,设计并制作了在强磁场下温度梯度可控的透明模拟合金定向凝固装置。选用了纯度为99.927%的丁二腈为研究对象,在无磁场与有磁场条件下对其定向凝固过程的生长形貌进行实时观察,通过对不同温度梯度和不同磁场强度下的生长速度、一次枝晶间距、尖端半径等主要特征参数的测量,对磁场下丁二腈定向凝固的微观组织形成和演化过程进行了理论分析。无磁场条件下,丁二腈透明合金定向凝固组织为斜枝晶
学位
The carbon segregation that occurs in a round billet leads to instability in the anti-sulfur steel pipe.The maximum difference in the C content of these billets
在实际的教育实践中,我们忌提“惩罚”,因为它极易被误导为“体罚”。但是适当的惩罚的确是帮助学生克服和杜绝不良行为的一种有效的教育方法。只是应该讲究惩罚的艺术,要用爱去
路基施工是公路建设中最基础的环节,加强路基施工需要科学、合理的施工作为保障.路基需要长时间承受路面压力,因此在强度、耐久性以及稳定性等方面有着很高的要求.目前,我国
期刊
当前随着国家标准的贯彻实施,建设工程普遍采用工程量清单计价,其中国有资金投资的建筑工程必须采用工程量清单计价.工程量清单编制的质量,直接影响工程的招标控制价、投标报
期刊
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高效和洁净等优点,是有发展前途的一种电池,可广泛用于移动电源和便携式电源。但是,催化剂价格昂贵、利用率低和耐久性性差等一些技术问题,阻碍了P
4月8日,2021扬州世界园艺博览会倒计时一周年暨主体工程开工仪式在扬州举办.rn开工仪式由扬州市副市长何金发主持,扬州市委常委、仪征市委书记王炳松发布世园会筹备工作情况,
期刊