环境温度对压电纤维复合材料性能的影响

摘要

针对压电纤维复合材料在航天、航空领域的应用,研究极端环境温度对复合材料性能的影响.首先制备了基于锆钛酸铅(PZT)陶瓷的压电纤维复合材料,然后测试环境温度对压电纤维复合材料电学阻抗、自由应变、驱动性能和力学性能的影响.结果表明,环境温度对压电纤维复合材料的阻抗相位角差值有显著影响.随着环境温度的升高,压电纤维复合材料的自由应变和悬臂梁驱动性能均先增加后减小,环境温度为20°C时性能最佳,样品的最大纵向自由应变为604.0×10-6,驱动铝板悬臂梁产生的顶端位移为0.789 mm.当环境温度为-88°C和80°C时,样品最大纵向自由应变分别为20°C时的46.9％和51.3％,顶端位移分别为20°C时的79.6％和83.7％.当环境温度从-88°C升高至80°C时,压电纤维复合材料的抗拉强度逐渐提升.