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电泳辅助制备伪1-3陶瓷/聚合物压电复合材料

武峥 周嘉仪 曹艺 马柯 贾艳敏 张以河

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电泳辅助制备伪1-3陶瓷/聚合物压电复合材料

武峥, 周嘉仪, 曹艺, 马柯, 贾艳敏, 张以河

Electrophoresis-assisted fabrication of pseudo 1-3 ceramic/polymer piezoelectric composites

Wu Zheng, Zhou Jia-Yi, Cao Yi, Ma Ke, Jia Yan-Min, Zhang Yi-He
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  • 1-3压电复合材料的压电、介电及铁电性能要远远优于0-3压电复合材料. 在制备传统的0-3复合材料过程中引入电泳技术,使得压电颗粒在聚合物基体中取向排列,制备得到伪1-3复合材料. 实验结果表明:在制备PZT/环氧树脂0-3复合压电材料固化过程中,采用500 V/mm,4 kHz的电场对其进行电泳辅助取向,可使得颗粒呈现珍珠串状排列,得到伪1-3复合材料;其压电、介电、铁电性能均比原来的0-3复合材料有显著的提高. 电泳辅助制备技术用于制备伪1-3复合压电材料具有操作简单、成本低廉、压电、介电、铁电性能显著提高等优点,在智能传感领域具有很好的实际应用前景.
    The 1-3 ceramic/polymer piezoelectric composites have greater dielectric, piezoelectric and ferroelectric properties than 0-3 composites. In this paper, electrophoresis is introduced into the fabrication procedure of traditional 0-3 ceramic/polymer piezoelectric composite to move and pearl-serially align the piezoelectric particles in the polymer matrix, which is called pseudo 1-3 composite. In this work, the PZT/epoxy pseudo 1-3 piezoelectric is fabricated via using a 500 V/mm, 4 kHz AC electric field to form the electrophoresis phenomenon during the curing procedure. Compared with the traditional 0-3 piezoelectric composites, the pseudo 1-3 piezoelectric composites behave as the significantly-enhanced dielectric, piezoelectric and ferroelectric performances on basis of our theoretical analysis and experimental measurement result. Electrophoresis–assisted fabricating pseudo 1-3 piezoelectric composite possesses the advantages of simple operation, low cost and significant performance improvement, which make it hopeful to be used to prepare high-performance ceramic/polymer piezoelectric composites for practical application.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51002141)和浙江省大学生科技创新活动计划新苗人才计划项目(批准号:2012R404016)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Nature Science Foundation of China (Grant No. 51002141) and the Zhejiang Provincial Xinmiao Project, China (Grant No. 2012R404016).
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-07
  • 修回日期:  2013-10-16
  • 刊出日期:  2014-01-05

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