锆钛酸铅-硅酸盐水泥复合材料的介电和压电性能研究

摘要

选择以锆钛酸铅为功能相,普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料,采用压制成型法制备了不同体积分数(30%,40%,50%,60%)功能相的锆钛酸铅-硅酸盐水泥复合材料,研究了复合材料的介电性能、压电性能和机电耦合性能。结果表明,50%以下体积含量的锆钛酸铅的掺杂,可以使锆钛酸铅相互之间接触的概率增大,连通性得到加强,进而促进电流在锆钛酸铅之间的相互传导;随着锆钛酸铅体积量的不断增大,复合材料的介电常数逐渐升高,介电损耗逐渐降低,压电电压常数和压电应变常数逐渐增大,机电耦合系数K_(t)和机械品质因数Q_(m)先增大后减小;当锆钛酸铅的体积分数为50%时,K_(t)最大为0.15%,Q_(m)最大为33.09;当锆钛酸铅体积分数增加至60%时,分布均匀性变差,复合材料的机电耦合性能减弱。