压电复合材料是一种由压电陶瓷相和聚合物相组成的功能复合材料,结合了压电陶瓷优异的压电性能和聚合物的低声阻抗、低密度等优点,在医疗、军事、控制等领域得到了广泛的应用。其中,1-3型压电复合材料的在声学领域的性能较为突出,因而得到了深入的研究。但目前所用的聚合物一般不具有压电性能,使得复合材料会损失部分压电性能。因此,本文试图通过引入具有压电性的PVDF聚合物,来降低复合材料的声阻抗,同时维持其强压电性,主要工作如下:首先,为探究PVDF对1-3型压电复合材料声阻抗和振动模式的影响,本文使用有限元分析软件对复合材料的声阻抗和振动模式进行有限元仿真分析,并与纯的压电陶瓷进行了比较。仿真结果表明,相比于纯的压电陶瓷,复合材料的声阻抗减小了近90%,且聚合物相的引入使得复合材料获得了更为单一的厚度振动模式。为验证仿真结果,本文将具有压电性的PVDF同压电陶瓷进行了复合。实验结果表明,相比于纯的压电陶瓷,PVDF相的引入使得复合材料的声阻抗降低了98%,压电系数提升了23%,与仿真结果基本一致。基于前文的研究,本文进一步改良了PVDF基1-3型压电复合材料的压电性和声阻抗。本文尝试在PVDF中引入第三相介质PZT纳米线。实验结果表明,第三相介质的引入使复合材料的压电系数增加了10,声阻抗也有所增加。