PVC和PVDF对压电复合材料电性能的影响

摘要

采用纳米晶PVC和PVDF两种聚合物为基体,采用复合材料模压工艺制备了PZT/聚合物压电复合材料,研究了聚合物基体和陶瓷体积分数对复合材料的结构及介电、压电和铁电性能的影响。结果表明:增加陶瓷体积分数有助于获得性能优良的压电复合材料。在压电陶瓷高含量区(≥50%),部分压电陶瓷颗粒相互联接,形成了类似0-3(1-3)型复合连通形式,是复合材料获得优良电性能的主要原因。在陶瓷含量相同时,聚合物的性能影响了复合材料的电性能。陶瓷含量为50%时,由于PVDF基体有较高的介电常数,该复合材料体系的矫顽场Ec明显低于PVC体系,但PVC体系显示出较高的剩余极化Pr,这是PVC体系可以获得较高的机电耦合系数的主要原因;采用PVC为基体获得了具有较好的综合机电性能:d33=15 pC.N-1,g33=41.5 mV.m.N-1,Kp=0.226,良好的柔顺性和机械加工性的压电复合材料,有望在水声材料中获得应用。