PZT/Surlyn 0-3复合材料的热机械与介电及压电性能*
2014-08-06贾艳敏陈志强王灵灵
贾艳敏,陈志强,周 琚,王灵灵
(1.浙江师范大学凝聚态物理研究所,浙江 金华 321004;2.浙江师范大学 初阳学院,浙江 金华321004)
0 引 言
压电材料具有将力信号转为电信号的优异性能,在智能应力传感领域具有广泛的应用前景[1-7].常用的压电材料有压电陶瓷(如锆钛酸铅,PZT)和压电聚合物(如聚偏氟乙烯)2种[1-8]:1)PZT压电陶瓷具有介电常数大(500~3 000)、压电性能好(d33~550 pC/N)、机电耦合系数高(k33~0.75)等优点[9],但其质地脆、耐冲击性能差、声阻抗常数大(>300 MPa·s/m);2)压电聚合物具有柔韧性高、声阻抗常数小(~4 MPa·s/m)等优点[10],但其介电、压电性能较差(d33<5pC/N)、机电耦合系数低(k33~0.3)、制作成本高等.为克服压电陶瓷与压电聚合物各自的缺陷,人们结合它们各自的优点,发展出了陶瓷/聚合物压电复合材料[11-12].目前常用的陶瓷/聚合物压电复合材料主要有0-3型和1-3型2种复合结构[13-14].其中0-3型压电复合材料的制作工艺相对于1-3型压电复合材料具有方法简单、成本低等优点,在盲人触摸键盘、工业振动阻尼器件、柔性压电能量收集器件等领域具有很好的应用前景[15-17].
常用于制备陶瓷/聚合物压电复合材料的聚合物主要有聚偏氟乙烯与环氧树脂等[18],但由于价格昂贵,这些材料的应用范围受到限制.沙林树脂(Surlyn)是杜邦公司开发的一种商品化的乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物[19].作为一种离子键热聚合体树脂,沙林树脂有着优异的熔融强度(熔融下拉伸不易断裂)、优良的低温抗冲击韧性、出色的抗磨损和刮擦性能、良好的抗化学药品性能等优点,但是目……