0-3型γ-C2S压电复合材料的制备及性能研究

作者：周雄; 钟旷楠; 穆元冬; 刘志超; 王发洲^*

来源：武汉理工大学学报, 2018, 40(04): 9-13.

• γ-C2S
• 压电材料
• 碳化
• 压电应变常数
• 锆钛酸铅

以γ型硅酸二钙(以下简称γ-C2S)为基体,以锆钛酸铅(PZT)为压电相,用压制成型、碳化养护方法制备出0-3型γ-C2S压电复合材料。分析了压电相体积分数及粒径分布、成型压力、碳化时间和极化时间对复合材料压电性能的影响,结果表明:复合材料压电性能在一定范围内随着压电相体积分数、成型压力、极化时间的增加而提高。在压电相体积分数从40%增加到85%时,复合材料压电应变常数d33从4.78 pC/N提升到67.8 pC/N;在压电相体积分数保持为60%,成型压力从50 MPa增加到200 MPa时,复合材料压电应变常数d33从14.6 pC/N提升到17.8 pC/N;在保持体积分数、成型压力一定时,极化时间为30 min较15 min复合材料具有更高的压电应变常数。同时,合理的颗粒级配对复合材料的压电性能也有显著的提升,当压电相体积分数为60%时,压电相陶瓷颗粒采用大颗粒、小颗粒混掺时复合材料压电性能得到显著提升,压电应变常数较只有小颗粒提升了1倍,达到33.9 pC/N。

• 单位
  武汉理工大学; 硅酸盐建筑材料国家重点实验室